Cilindrični valjkasti ležajevi igraju vitalnu ulogu u velikom nizu mehaničkih sustava u industrijama poput automobila, proizvodnje i teških strojeva. Poznati po visokoj radijalnoj nosivosti i robusnom dizajnu, ovi su ležajevi dizajnirani tako da podržavaju rotirajuće osovine s minimalnim trenjem. Međutim, uobičajeno pitanje među inženjerima i operatorima strojeva je: Može li se cilindrični valjci nositi aksijalna opterećenja? Ovaj članak ima za cilj pružiti dubinsko istraživanje aksijalnih mogućnosti upravljanja opterećenjem cilindričnih ležajeva valjka, zajedno s tehničkim uvidima, praktičnim razmatranjima i jasnim primjerima.
Razumijevanje cilindričnih ležajeva valjka: Struktura i funkcija
Cilindrični valjkasti ležajevi definirani su njihovom jedinstvenom konstrukcijom - nizom cilindričnih valjaka koji su raspoređeni paralelno s osi ležaja. Ovaj ih dizajn razlikuje od kugličnih ležajeva koji koriste sferne kotrljajuće elemente. Linearni kontakt između valjaka i trkačkih staza omogućuje veće kontaktno područje, povećanje raspodjele opterećenja i omogućavanje učinkovito rukovanje većim radijalnim opterećenjima.
Za razliku od konusnih ili sfernih valjka, cilindrični valjci nisu inherentno dizajnirani za aksijalna opterećenja. Njihova primarna funkcija leži u podržavanju radijalnih opterećenja, posebno u aplikacijama koje uključuju rotaciju velike brzine i visoku radijalnu silu. Ovi ležajevi su obično podijeljeni u nekoliko vrsta - poput NU, N, NJ i NUP tipova - razlikuju se u njihovoj sposobnosti prilagodbe aksijalnog pomaka ili aksijalnog opterećenja.
Na primjer:
| Leating Tip |
radijalnog opterećenja |
Aksijalno |
opterećenje Aksijalni pomak |
| Nus |
Vrlo visok |
Nijedan |
Da |
| NJ |
Visok |
Ograničeno (u jednom smjeru) |
Djelomičan |
| Natezanja |
Visok |
Umjereno (oba smjera) |
Ograničen |
Ova tablica ilustrira da samo određene konfiguracije poput NJ i NUP mogu upravljati nekim stupnjem aksijalnog opterećenja. Ali u kojoj mjeri? Držimo dublje.
Mogu li cilindrični ležajevi valjka podnijeti aksijalna opterećenja?
Kratki je odgovor da, ali s ograničenjima . Dok je standardno Cilindrični valjkasti ležajevi nisu prvenstveno dizajnirani za obradu aksijalnih opterećenja, određene vrste - poput NJ i NUP -a - mogu se u ograničenoj mjeri prilagoditi aksijalnim silama.
Rukovanje aksijalnim opterećenjem u ležajevima tipa NJ
Ležajevi tipa NJ imaju rame s jedne strane unutarnjeg prstena i zasebni potisni ovratnik. Ova konfiguracija omogućuje ležaj da podržava aksijalna opterećenja u jednom smjeru. Količina aksijalnog opterećenja koju mogu tolerirati značajno je niža od količine ležajeva dizajniranih posebno za aksijalne sile, poput kugličnih ležajeva ili konusnih valjka.
Ovi se ležajevi obično koriste u aplikacijama poput mjenjača i kompresora, gdje se umjerene aksijalne sile pojavljuju kao sekundarni učinak radijalnih sila ili toplinske ekspanzije. Međutim, presudno je osigurati da aksijalna opterećenja ne prelaze specifikacije proizvođača, jer to može uzrokovati prerano trošenje ili kvar.
Rukovanje aksijalnim opterećenjem u LEAPINIMA NUP-a
Nup-tipa cilindrični valjci nude nešto bolje performanse za upravljanje aksijalnim opterećenjem. Uključuju dva fiksna ramena na unutarnjem prstenu i jednu fiksnu plus jednu labavu prirubnicu na vanjskom prstenu, omogućujući im da podržavaju aksijalna opterećenja u oba smjera. To ih čini prikladnim za aplikacije s malim dvosmjernim aksijalnim opterećenjima - poput kutija za električni motori i željezničke osovine.
Međutim, čak i u ležajevima NUP-a, aksijalni opterećenje uglavnom je samo dio radijalnog kapaciteta. Na primjer, NUP ležaj koji je ocijenjen za radijalno opterećenje od 100 kN može upravljati samo 10–15 kN aksijalnog opterećenja. Dizajneri moraju, dakle, pažljivo izračunati očekivano opterećenje i u skladu s tim odabrati ispravnu vrstu ležaja.
Inženjerska razmatranja pri korištenju cilindričnih ležajeva valjka za aksijalna opterećenja
Kada odlučujete hoćete li koristiti Cilindrični valjkasti ležajevi u aplikacijama koje uključuju aksijalno opterećenje, mora se uzeti u obzir nekoliko inženjerskih faktora:
Analiza omjera opterećenja : Inženjeri moraju procijeniti omjer između radijalnog i aksijalnog opterećenja. Ako aksijalna opterećenja prelaze 20–25% radijalnog opterećenja, različit tip ležaja može biti prikladniji.
Usklađivanje kućišta i osovine : Neispravljanje može pogoršati stres na valjkama, posebno pod aksijalnim silama. Pravilno usklađivanje osigurava čak i raspodjelu opterećenja.
Brzina i podmazivanje : veće brzine mogu dovesti do povećanja trenja i stvaranja topline, posebno kada su prisutne aksijalne sile. Adekvatno podmazivanje ključno je za sprečavanje kontakta od metala do metala.
Konfiguracija ugradnje : Ispravno ugradnju NJ i NUP tipova ključno je za pravilno rukovanje aksijalnim opterećenjem. Nepravilni sklop može uzrokovati deformaciju proklizavanja ili prirubnice.
Primjer izračuna za prikladnost aksijalnog opterećenja
Razmotrimo ležaj tipa NJ s radijalnim kapacitetom od 120 kN i aksijalnom granicom od 12 kN. Ako primjena uključuje radijalno opterećenje od 90 kN i aksijalno opterećenje od 10 kN, omjer je:
Omjer aksijalnog / radijalnog opterećenja = 10/90 = 0,111 ili 11,1%
Budući da je 11,1% unutar sigurne granice (obično ispod 15–20%), ovaj se ležaj mogao smatrati prikladnim - osigurava se da su drugi uvjeti poput podmazivanja i poravnanja pravilno riješeni.
Alternative za bolji aksijalni nosač opterećenja
Ako su aksijalna opterećenja u vašem sustavu značajna, možda će biti mudrije razmotriti alternativne vrste ležaja koje nude namjensku aksijalnu potporu. Evo nekoliko: Aksijalno
| tipa |
opterećenje |
Opterećenja ležaja |
tipična primjena |
| Konusni valjci ležaja |
Visok |
Visok |
Čvorišta vozila, mjenjača |
| Kuglični ležajevi |
Nizak |
Vrlo visok |
Primjene s aksijalnim opterećenjem niske brzine |
| Kutni kontaktni ležajevi |
Umjeren |
Umjeren |
Pumpe, strojni alati |
Ova tablica ističe zašto Cilindrični valjkasti ležajevi često su odabrani za primjenu opterećenja radijalno dominantnom. Za pravu aksijalnu potporu, konični ili kutni kontaktni ležajevi često su prikladniji.
Zaključak
Cilindrični valjkasti ležajevi , iako su izuzetni za radijalna opterećenja, imaju ograničene mogućnosti kada je riječ o aksijalnim silama. Vrste poput NJ i NUP -a pružaju određenu fleksibilnost, ali njihove ocjene aksijalnog opterećenja su inherentno niže. Za inženjere i dizajnere ključno je razumjeti ta ograničenja i odabrati odgovarajuću vrstu ležaja na temelju stvarnih potreba za primjenom.
Pažljivim analizom zahtjeva za opterećenje, savjetovanjem o tehničkoj dokumentaciji i razmatranjem ograničenja dizajna, možete sigurno koristiti cilindrične ležajeve valjka u aplikacijama koje uključuju svjetlo do umjerene aksijalne sile. Međutim, kada dominiraju aksijalno opterećenje, ne preporučuje se prelazak na specijalizirane vrste ležaja-potrebno je za dugoročnu pouzdanost i učinkovitost.
