Sylinterimäisillä rullalaakereilla on tärkeä rooli laajassa joukossa mekaanisia järjestelmiä teollisuudenaloilla, kuten autoteollisuus, valmistus ja raskas kone. Nämä laakerit, jotka tunnetaan korkeasta säteittäisestä kuormituksesta ja vankasta suunnittelustaan, on suunniteltu tukemaan pyöriviä akseleita vähäisellä kitkalla. Kuitenkin yleinen kysymys insinöörien ja koneiden käyttäjien keskuudessa on: Voiko lieriömäiset rullalaakerit käsitellä aksiaalikuormia? Tämän artikkelin tavoitteena on tarjota syvällinen tutkiminen sylinterimäisten rullalaakereiden aksiaalikuormitusominaisuuksista, joissa on tekniset oivallukset, käytännön näkökohdat ja selkeät esimerkit.
Sylinterimäisten rullalaakereiden ymmärtäminen: rakenne ja toiminta
Sylinterimäiset rullalaakerit määritellään niiden ainutlaatuisen rakenteen perusteella - sarjan lieriömäisiä rullaa, jotka on järjestetty laakeriakselin suuntaisesti. Tämä malli erottaa ne kuulalaakereista, jotka käyttävät pallomaisia rullauselementtejä. Rullien ja kilparatojen välinen lineaarinen kosketus mahdollistaa suuremman kosketusalueen, parantaa kuormituksen jakautumista ja antaa laakerille mahdollisuuden käsitellä korkeampia säteittäisiä kuormituksia tehokkaasti.
Toisin kuin kartiomaiset tai pallomaiset rullalaakerit, sylinterimäiset rullalaakerit eivät ole luonnostaan suunniteltu aksiaalikuormille. Niiden ensisijainen toiminta on säteittäisten kuormitusten tukemisessa, etenkin sovelluksissa, joihin sisältyy nopea kierto ja korkea säteittäinen voima. Nämä laakerit on tyypillisesti jaettu moniin tyyppeihin - kuten NU, N, NJ ja NUP -tyypit - eroavat kyvystään sovittaa aksiaalisen siirtymisen tai aksiaalikuormituksen.
Esimerkiksi:
| Laakerityyppinen |
säteittäinen kuormituskapasiteetti |
Aksiaalikuormitus |
Aksiaalinen siirtymä |
| Nu |
Erittäin korkea |
Ei yhtään |
Kyllä |
| NJ |
Korkea |
Rajoitettu (yhteen suuntaan) |
Osittainen |
| Nup |
Korkea |
Maltillinen (molemmat ohjeet) |
Rajoitettu |
Tämä taulukko osoittaa, että vain tietyt kokoonpanot, kuten NJ ja NUP, voivat hallita jonkin verran aksiaalikuormaa. Mutta missä määrin? Mennään syvemmälle.
Voivatko lieriömäiset rullalaakerit käsitellä aksiaalikuormia?
Lyhyt vastaus on kyllä, mutta rajoituksilla . Kun taas vakiona Sylinterimäisiä rullalaakereita ei ole ensisijaisesti suunniteltu käsittelemään aksiaalikuormituksia, tietyn tyyppejä - kuten NJ ja NUP - voivat sovittaa aksiaalivoimat rajoitetussa määrin.
Aksiaalikuormitus NJ-tyyppisissä laakereissa
NJ-tyyppisissä laakereissa on olkapää sisärenkaan toisella puolella ja erillinen työntökaulus. Tämän kokoonpanon avulla laakeri voi tukea aksiaalikuormia yhteen suuntaan. Niiden aksiaalikuormituksen määrä on kuitenkin huomattavasti pienempi kuin laakerit, jotka on suunniteltu erityisesti aksiaalivoimille, kuten työntövoimalaakerit tai kapenevat rullalaakerit.
Näitä laakereita käytetään yleisesti sovelluksissa, kuten vaihdelaatikoissa ja kompressoreilla, joissa kohtalaisia aksiaalivoimia esiintyy säteittäisten voimien tai lämpölaajennuksen toissijaisena vaikutuksena. On kuitenkin kriittistä varmistaa, että aksiaalikuormitukset eivät ylitä valmistajan eritelmiä, koska tämä voi aiheuttaa ennenaikaisen kulumisen tai laakerin vian.
Aksiaalikuormitus NUP-tyyppisissä laakereissa
NUP-tyyppinen lieriömäiset rullalaakerit tarjoavat hieman paremman aksiaalikuormituksen käsittelyn. Ne sisältävät sisärenkaan kaksi kiinteää hartia ja yksi kiinteä plus yksi löysä laippa ulkorenkaassa, jolloin ne voivat tukea aksiaalikuormia molempiin suuntiin. Tämä tekee niistä sopivia sovelluksiin, joissa on pienet kaksisuuntaiset aksiaalikuormitukset - kuten sähkömoottorit ja rautatieakselin laatikot.
Kuitenkin jopa NUP-tyyppisissä laakereissa aksiaalinen kuormituskapasiteetti on yleensä vain murto-osa säteittäisestä kapasiteetista. Esimerkiksi 100 kN: n radiaalikuormitukselle luokiteltu NUP -laakeri voi hallita vain 10–15 kN aksiaalikuormaa. Suunnittelijoiden on siksi laskettava huolellisesti odotetut kuormat ja valittava oikea laakerityyppi vastaavasti.
Suunnittelun näkökohdat käytettäessä sylinterimäisiä rullalaakereita aksiaalikuormitukseen
Kun päätetään Sylinterimäiset rullalaakerit sovelluksissa, joissa on aksiaalikuormituksia, on otettava huomioon useita tekniikan tekijöitä:
Kuormitussuhteen analyysi : Insinöörien on arvioitava säteittäisten ja aksiaalikuormien välinen suhde. Jos aksiaalikuormitukset ylittävät 20–25% säteittäisestä kuormasta, erilainen laakerityyppi voi olla sopivampi.
Kotelo ja akselin kohdistus : Virheellinen kohdistus voi pahentaa rullien stressiä, etenkin aksiaalivoimien alla. Oikea kohdistus varmistaa jopa kuormituksen jakautumisen.
Nopeus ja voitelu : Suuremmat nopeudet voivat johtaa lisääntyneeseen kitka- ja lämmöntuotantoon, etenkin kun aksiaalivoimia on läsnä. Riittävä voitelu on välttämätöntä metallin ja metalli-kosketuksen estämiseksi.
Asennuskokoonpano : NJ- ja NUP -tyyppien oikea kiinnitys on ratkaisevan tärkeä aksiaalikuorman käsittelemiseksi. Väärä kokoonpano voi aiheuttaa liukumisen tai laipan muodonmuutoksen.
Esimerkkilaskelma aksiaalikuormituksen soveltuvuudelle
Tarkastellaan NJ -tyyppistä laakeria, jonka säteittäinen kapasiteetti on 120 kN ja aksiaaliraja 12 kN. Jos levitys sisältää säteittäisen kuorman 90 kN ja aksiaalikuormitus 10 kN, suhde on:
Aksiaalinen / säteittäinen kuormitussuhde = 10/90 = 0,111 tai 11,1%
Koska 11,1% on turvallisen rajan sisällä (tyypillisesti alle 15–20%), tätä laakeria voidaan pitää sopivana - tarjoavat muita olosuhteita, kuten voitelua ja kohdistamista.
Vaihtoehtoja aksiaalikuormituksen parempaan tukeen
Jos järjestelmän aksiaalikuormitukset ovat merkittäviä, voi olla viisaampaa harkita vaihtoehtoisia laakerityyppejä, jotka tarjoavat omaa aksiaalista tukea. Tässä on muutama:
| laakerityyppinen |
radiaalikuorman |
aksiaalikuorma |
tyypillinen levitys |
| Kapenevat rullalaakerit |
Korkea |
Korkea |
Ajoneuvokeskukset, vaihdelaatikot |
| Työntövoimalaakerit |
Matala |
Erittäin korkea |
Matalan nopeuden aksiaalikuormitussovellukset |
| Kulma kosketuslaakerit |
Kohtuullinen |
Kohtalainen korkea |
Pumput, työstötyökalut |
Tämä taulukko korostaa miksi Sylinterimäiset rullalaakerit valitaan usein säteittäisissä hallitsevissa kuormitussovelluksissa. Todellisen aksiaalisen tuen osalta kapenevat tai kulmaiset kosketuslaakerit sopivat usein paremmin.
Johtopäätös
Sylinterimäiset rullalaakerit , vaikka ne ovat poikkeuksellisia säteittäisille kuormille, on rajoitetut ominaisuudet aksiaalivoimien suhteen. Tyypit, kuten NJ ja NUP, tarjoavat jonkin verran joustavuutta, mutta niiden aksiaalikuormitukset ovat luonnostaan alhaisempia. Suunnittelijoille ja suunnittelijoille on välttämätöntä ymmärtää nämä rajat ja valita asianmukainen laakerityyppi todellisten sovellustarpeiden perusteella.
Analysoimalla huolellisesti kuormitusvaatimuksia, konsultoimalla teknisiä dokumentaatiota ja ottaen huomioon suunnittelurajoitukset, voit käyttää sylinterimäisiä rullalaakereita turvallisesti sovelluksissa, joihin sisältyy valoa aksiaalisiin voimiin. Kun aksiaalikuormitukset hallitsevat, siirtyminen erikoistuneisiin laakerityyppeihin ei kuitenkaan suositella-se on välttämätöntä pitkäaikaisen luotettavuuden ja tehokkuuden kannalta.
