A hengeres görgős csapágyak létfontosságú szerepet játszanak a mechanikus rendszerek hatalmas sorozatában az iparágakban, például az autóiparban, a gyártásban és a nehéz gépekben. Nagy sugárirányú terhelési képességükről és robusztus kialakításukról ismert, ezeket a csapágyakat úgy tervezték, hogy minimális súrlódású forgó tengelyeket támogassanak. Ugyanakkor a mérnökök és a gépi szolgáltatók körében egyaránt a következő kérdés: a hengeres görgős csapágyak kezelhetik -e a tengelyirányú terheléseket? A cikk célja, hogy mélyrehatóan feltárja a hengeres gördülő csapágyak tengelyirányú terhelési képességeit, kiegészítve technikai betekintéssel, gyakorlati megfontolásokkal és egyértelmű példákkal.
A hengeres görgős csapágyak megértése: szerkezet és funkció
A hengeres görgős csapágyakat egyedi felépítésük határozza meg - a hengeres görgők sorozatát, amelyek a csapágytengelygel párhuzamosan vannak elrendezve. Ez a kialakítás megkülönbözteti őket a gömbölyű gördülő elemeket használó golyóscsapágyaktól. A görgők és a versenypályák közötti lineáris érintkezés lehetővé teszi a nagyobb érintkezési területet, javítva a terheléseloszlást és lehetővé téve a csapágy számára a nagyobb sugárirányú terhelések hatékony kezelését.
A kúpos vagy gömb alakú gördülőcsapágyakkal ellentétben a hengeres görgős csapágyakat nem természetesen a tengelyirányú terhelésekhez tervezték. Elsődleges funkciójuk a radiális terhelések támogatásában rejlik, különösen a nagysebességű forgást és a nagy sugárirányú erőt magában foglaló alkalmazásokban. Ezeket a csapágyakat általában több típusra osztják - például Nu, N, NJ és NUP típusok -, amelyek különböznek a tengelyirányú elmozdulás vagy axiális terhelés befogadására.
Például:
| csapágy típus |
radiális terhelési kapacitás |
tengelyirányú terhelési képesség |
tengelyirányú elmozdulás |
| Nu |
Nagyon magas |
Egyik sem |
Igen |
| Közönség |
Magas |
Korlátozott (egy irányba) |
Részleges |
| Nup |
Magas |
Mérsékelt (mindkét irány) |
Korlátozott |
Ez a táblázat azt szemlélteti, hogy csak bizonyos konfigurációk, például NJ és NUP képesek kezelni bizonyos fokú tengelyirányú terhelést. De milyen mértékben? Mélyebben merítsünk.
Vajon a hengeres hengeres csapágyak kezelhetik a tengelyirányú terheléseket?
A rövid válasz igen, de korlátozásokkal . Míg szabványos A hengeres görgős csapágyakat nem elsősorban a tengelyirányú terhelések - például az NJ és a NUP - kezelésére úgy tervezték, hogy korlátozott mértékben tudják axiális erőket.
Tengelyirányú terheléskezelés NJ-típusú csapágyakban
Az NJ-típusú csapágyak vállat tartalmaznak a belső gyűrű egyik oldalán és egy különálló tológallérral. Ez a konfiguráció lehetővé teszi a csapágy számára, hogy támogassa a tengelyirányú terheléseket egy irányban. Az a tengelyirányú terhelés mennyisége, amelyet elviselhetnek, azonban szignifikánsan alacsonyabb, mint a kifejezetten axiális erőkhöz tervezett csapágyak, például a tológolyócsapágyak vagy a kúpos görgős csapágyak.
Ezeket a csapágyakat általában olyan alkalmazásokban használják, mint a sebességváltók és a kompresszorok, ahol mérsékelt tengelyirányú erők fordulnak elő a sugárirányú erők vagy a termikus tágulás másodlagos hatásaként. Fontos azonban annak biztosítása, hogy az axiális terhelések ne haladják meg a gyártó előírásait, mivel ez korai kopás vagy csapágy meghibásodását okozhatja.
Tengelyirányú terheléskezelés NUP típusú csapágyakban
A NUP típusú hengeres görgős csapágyak kissé jobb tengelyirányú terheléskezelési teljesítményt kínálnak. Ide tartoznak a belső gyűrű két rögzített válla és egy rögzített plusz egy laza karima a külső gyűrűn, lehetővé téve számukra, hogy támogassák a tengelyirányú terheléseket mindkét irányban . Ez alkalmassá teszi őket kis kétirányú tengelyirányú terhelésekkel - például elektromos motorokkal és vasúti tengelydobozokkal.
Ugyanakkor még a NUP típusú csapágyakban is, a tengelyirányú terhelési kapacitás általában csak töredéke . a sugárirányú kapacitás Például a 100 kN -es radiális terheléshez tartozó NUP csapágy csak 10–15 kN tengelyirányú terhelést kezelhet. A tervezőknek ezért gondosan ki kell számolniuk a várt terheléseket, és ennek megfelelően ki kell választaniuk a megfelelő csapágytípust.
Műszaki megfontolások, ha a tengelyirányú terhelésekhez hengeres gördülőcsapágyakat használnak
Amikor eldönti, hogy használja -e Hengeres gördülő csapágyak a tengelyirányú terhelésekkel foglalkozó alkalmazásokban, számos mérnöki tényezőt kell figyelembe venni:
Terhelési arány elemzése : A mérnököknek fel kell értékelniük a sugárirányú és axiális terhelések arányát. Ha az axiális terhelések meghaladják a radiális terhelés 20–25% -át, akkor a másik csapágytípus megfelelőbb lehet.
A ház és a tengely igazítása : Az eltérés súlyosbíthatja a hengerek stresszét, különösen axiális erők alatt. A megfelelő igazítás biztosítja az egyenletes terheléseloszlást.
Sebesség és kenés : A nagyobb sebesség megnövekedett súrlódást és hőtermelést eredményezhet, különösen, ha axiális erők vannak jelen. A megfelelő kenés elengedhetetlen a fém-fém érintkezés megelőzéséhez.
Szereléskonfiguráció : Az NJ és NUP típusok helyes rögzítése döntő jelentőségű a megfelelő tengelyirányú terheléskezeléshez. A nem megfelelő összeszerelés csúszást vagy karima deformációt okozhat.
Példa a tengelyirányú terhelés alkalmasságának számítása
Vegyük figyelembe az NJ típusú csapágyat, amelynek sugárirányú kapacitása 120 kN és 12 kN tengelyirányú határ. Ha az alkalmazás 90 kN sugárirányú terhelést és 10 kN axiális terhelést foglal magában, akkor az arány:
Axiális / radiális terhelési arány = 10/90 = 0,111 vagy 11,1%
Mivel a 11,1% a biztonságos határon belül van (általában 15–20% alatt), ezt a csapágyat megfelelőnek lehetne tekinteni - olyan egyéb körülmények között, mint a kenés és az igazítás megfelelően kezelhető.
Alternatívák a jobb tengelyirányú terhelés támogatásához
Ha a rendszer tengelyirányú terhelése jelentős, akkor bölcsebb lehet fontolóra venni az alternatív csapágytípusokat, amelyek dedikált tengelyirányú támogatást kínálnak. Íme néhány:
| csapágy típusú |
radiális terhelés |
tengelyirányú terhelés |
tipikus alkalmazás |
| Kúpos hengercsapágyak |
Magas |
Magas |
Jármű csomópontok, sebességváltók |
| Tológolyócsapágyak |
Alacsony |
Nagyon magas |
Alacsony sebességű tengelyirányú terhelési alkalmazások |
| Szögletes érintkezési csapágyak |
Mérsékelt |
Közepes magas |
Szivattyúk, szerszámgépek |
Ez a táblázat kiemeli, miért A hengeres görgős csapágyakat gyakran választják a radiális domináns terhelés alkalmazására. Az igazi tengelyirányú támogatáshoz a kúpos vagy a szög érintkezési csapágyak gyakran jobban megfelelnek.
Következtetés
A hengeres görgős csapágyak , bár a radiális terhelések esetében kivételes, korlátozott képességekkel rendelkeznek a tengelyirányú erők szempontjából. Az olyan típusok, mint az NJ és a NUP, bizonyos rugalmasságot biztosítanak, de tengelyirányú terhelésük eredendően alacsonyabb. A mérnökök és a tervezők számára elengedhetetlen ezeknek a korlátoknak a megértése és a megfelelő csapágytípus kiválasztása a tényleges alkalmazási igények alapján.
A terhelési követelmények gondos elemzésével, a műszaki dokumentáció konzultációjával és a tervezési korlátozások figyelembevételével biztonságosan használhatja a hengeres gördülő csapágyakat az alkalmazásokban, amelyek fényt vagy mérsékelt tengelyirányú erőket tartalmaznak. Ha azonban az axiális terhelések dominálnak, akkor a speciális csapágytípusokra való váltás nem csak ajánlott-a hosszú távú megbízhatósághoz és hatékonysághoz szükséges.
