Koji čimbenici obično ograničavaju maksimalnu brzinu kugličnih ležajeva PU dubokog utora

Profesionalni ograničavajući čimbenici ograničavajuće brzine PU Deep Groove kuglični ležajevi

Pu (poliuretan) Kuglični ležajevi dubokog utora naširoko se koriste u specifičnim primjenama zbog izvrsnih svojstava vibracije i smanjenja buke i otpornosti na habanje. Međutim, u usporedbi s tradicionalnim ležajevima od čelika, njihova ograničavajuća brzina obično podliježe strožim ograničenjima zbog svojstava PU vanjskog sloja. Profesionalna analiza pokazuje da ograničavajuća brzina kugličnih ležajeva PU Deep Groove prvenstveno upravljaju sljedeća četiri faktora.

Termodinamička ograničenja PU materijala

Faktor ograničavanja jezgre kugličnih ležajeva PU dubokog utora leži u osjetljivosti poliuretanskog materijala na toplinu i temperaturu.

1. stvaranje topline trenja i nakupljanje temperature

Kada ležaj djeluje velikom brzinom, toplina se generira trenjem između valjanih elemenata i trkačkih staza, kao i elastičnom deformacijom i oporavkom vanjskog sloja PU. U PU Deep Groove kugličnim ležajevima, vanjski sloj PU je loš vodič topline, a njegova učinkovitost disipacije topline daleko je niža od one u vanjskom prstenu metala.

Učinak akumulacije topline: Generiranu toplinu teško je brzo raskinuti, uzrokujući da se ukupna radna temperatura ležaja naglo poraste.

Temperaturno omekšavanje: Mehanička svojstva PU materijala (posebno termoplastični poliuretan (TPU)) vrlo su osjetljiva na temperaturu. Jednom kada se premaši temperatura prijelaza stakla ili specifična temperatura otklona topline (obično mnogo niže od čelika), tvrdoća, elastični modul i kapacitet opterećenja vanjskog sloja PU brzo će opadati.

Trajna deformacija: Visoke temperature također ubrzavaju toplinsko starenje i trajnu deformaciju PU materijala, što dovodi do smanjene točnosti profila vanjskog prstena, dodatno pogoršavajući vibracije i trenje, stvarajući začarani ciklus koji u konačnici dovodi do neuspjeha i ograničavanja velike brzine.

2. ljepljiva toplinska otpornost

Čvrstoća veze između vanjskog sloja PU i unutarnjeg čeličnog ležaja također je osjetljiva na temperaturu. Visoke temperature mogu uzrokovati neuspjeh ljepila, odbacivanje ili ljuštenje PU. Jednom kada se vanjski sloj PU odvaja od čeličnog prstena, ležaj će u potpunosti izgubiti radnu sposobnost. Stoga, maksimalna radna temperatura ljepila postaje jedno od uskih grla koje ograničavaju maksimalnu brzinu ležaja.

Dinamički stres i elastična svojstva

Iako elastična svojstva PU materijala nude prednosti prigušivanja vibracija, oni postaju ključni graničnik brzine pod visokim dinamičkim stresom.

1. Elastična histereza i gubitak energije

PU vanjski sloj podvrgava se elastičnoj deformaciji pod opterećenjem. Tijekom kontinuiranog kotrljanja velike brzine, ova elastična deformacija i oporavak javljaju se na visokim frekvencijama. Poliuretan pokazuje značajan učinak histereze, što znači da se energija gubi tijekom procesa deformacije i oporavka, a sve se pretvara u toplinu.

Umnožavanje topline: Kako se brzina povećava, frekvencija deformacije raste, što dovodi do nelinearnog povećanja gubitka energije i stvaranja topline. Ovo je još jedan glavni izvor unutarnje akumulacije topline, izravno ograničavajući ograničenje gornje brzine.

2. centrifugalna sila i deformacija

Za kuglične ležajeve srednje i velike PU, centrifugalna sila na vanjskom sloju PU značajno se povećava pri izuzetno velikim brzinama. Iako je gustoća PU materijala niža od čelika, visoke centrifugalne sile mogu uzrokovati radijalnu ekspanziju ili puzanje u vanjskom prstenu.

Problemi s dimenzionalnom stabilnošću: Ova deformacija može poremetiti precizno uklapanje između ležaja i rupe za ugradnju, što rezultira nestabilnim radom ležaja, povećanom vibracijom, pa čak i mogućim odvajanjem ležaja od montažnog sjedala, ograničavajući sigurnu brzinu iz perspektive mehaničkog dizajna.

Unutarnji dizajn čeličnih ležaja i podmazivanje

Maksimalna brzina kugličnog ležaja PU dubokog utora također je ograničena dizajnom i održavanjem unutarnjeg čeličnog ležaja.

1. Unutarnji klirens i kavez

PU Deep Groove kuglični ležajevi obično se temelje na standardnim dizajnom kugličnog ležaja s dubokim utorima. Unutarnji radijalni klirens i vrsta kaveza izravno utječu na maksimalnu brzinu.

Odabir klirensa: Tijekom rada velike brzine povećavaju se temperature nosača, uzrokujući širenje čeličnog unutarnjeg prstena i valjanih elemenata, što je rezultiralo smanjenim klirensom. Nepravilni klirens (npr. Premalo C2 klirens) može uzrokovati zaplijenjenje na visokim temperaturama. Stoga se mora odabrati razred za klirens pogodan za velike brzine.

Materijal u kavezu: Maksimalne brzine čelika i plastike (poput najlonskih) kaveza razlikuju se. Najlonski kavezi imaju tendenciju da omekšaju i deformiraju na visokim temperaturama, što dodatno ograničava maksimalnu brzinu ležaja.

2. Metoda maziva i podmazivanja

Maksimalna brzina kugličnog ležaja PU dubokog utora također je ograničena uvjetima podmazivanja.

Život masnoće: masni u unaprijed podmazanim ležajevima oksidira i razgrađuje se na visokim temperaturama, skraćujući život masti, što dovodi do neuspjeha podmazivanja i naglog porasta trenja. Stoga se brzina mora strogo kontrolirati unutar maksimalnog raspona radne temperature masti.

Vanjska opterećenja i radne uvjete

Vanjski uvjeti imaju sveobuhvatan utjecaj na maksimalnu brzinu PU ležajeva.

1. radijalna i aksijalna opterećenja

Ekvivalentno dinamičko opterećenje koje nosi ležaj ključni je faktor u određivanju dopuštene brzine.

Velika granica opterećenja: veća opterećenja povećavaju kontaktni napon između kotrljajućih elemenata i trkačkih staza, povećavajući elastičnu deformaciju vanjskog sloja PU i stvara više topline. Da bi se spriječilo brzi umor ili oštećenje vanjskog sloja PU zbog pretjeranog napona, maksimalna brzina mora se u skladu s tim smanjiti.

2. Okoliš za rasipanje topline

Uvjeti raspršivanja temperature i topline ležaja izravno utječu na njegov stabilni radni raspon. U visokim uvjetima temperature okoline, rub porasta temperature ležaja smanjuje se, a brzina se mora smanjiti kako bi se spriječilo pregrijavanje i neuspjeh. Dobar dizajn raspršivanja topline (poput okolnih metalnih struktura ili prisilnog hlađenja zraka) može u određenoj mjeri povećati dopuštenu brzinu.