Цилиндрични ваљци лежајеви играју виталну улогу у великом низу механичких система широм индустрије попут аутомобилске, производне и тешке механизације. Познат по високом радијалном капацитету оптерећења и робусног дизајна, ови лежајеви су пројектовани да подрже ротирајуће осовине са минималним трењем. Међутим, заједничко питање међу инжењерама и машинама машина је подједнако: да ли цилиндрични ваљци имају аксијалне оптерећења? Овај чланак има за циљ да обезбеди дубинско истраживање способности аксијалног оптерећења оптерећења цилиндричних ваљкастих лежајева, заједно са техничким увидима, практичним разматрањима и јасним примерима.
Разумевање цилиндричних ваљкастих лежајева: структура и функција
Цилиндрични ваљци лежајеви су дефинисани њиховом јединственом конструкцијом - низ цилиндричних ваљка који су распоређени паралелно са лежајском ос. Овај дизајн их разликује од кугличних лежајева који користе сферне ваљачке елементе. Линеарни контакт између ваљка и ракова омогућава већу контактну област, унапређивање дистрибуције оптерећења и омогућавање утицаја на ефикасно руковање вишим радијалним оптерећењима.
За разлику од конусних или сферних ваљкастих лежајева, цилиндрични ваљци лежајеви нису нарођени дизајнирани за аксијално оптерећење. Њихова примарна функција лежи у пратећим радијалним оптерећењима, посебно у апликацијама које укључују брзу ротацију и високу радијалну силу. Ови лежајеви су обично подељени у неколико врста - као што су Ну, Н, Њ и типови НУП-а - свако се разликује у њиховој способности да се прилагоди аксијалном расељавању или аксијалном оптерећењу.
На пример:
| ОСНОВАЊЕ |
КАПАЦИТЕТА ОПРАВЉАЊА ОПРАВЉАЊЕ |
ОСИГУРАЊА АКСИЈСКО ОБЈЕКОВАЊЕ |
Аксијално расељење |
| Ну |
Веома висок |
Ниједан |
Да |
| Њ |
Високо |
Ограничено (у једном правцу) |
Делимичан |
| Нераспорити |
Високо |
Умерено (оба смера) |
Ограничен |
Ова табела илуструје да само одређене конфигурације попут Њ и НУП-а могу управљати неким степеном аксијалног оптерећења. Али у којој мери? Хајде да заузмемо дубље.
Могу ли цилиндрични ваљци лежајеви руковати аксијалним оптерећењима?
Кратак је одговор да, али са ограничењима . Док су стандардни Цилиндрични ваљкасти лежајеви нису пре свега дизајнирани за руковање аксијалним оптерећењима, одређеним типовима налик Њ и Њ-у могу да прилагоде аксијалне снаге у ограниченом обиму.
Аксијално руковање оптерећењем у лежајевима Њ-а
Лежајеви Њ-а садрже раме на једној страни унутрашњег прстена и одвојени овратник за потискивање. Ова конфигурација омогућава лежаја да подржи аксијално оптерећење у једном правцу. Количина аксијалног оптерећења, међутим, може да толерише, међутим, знатно је нижа од оног лежајева који су дизајнирани посебно за аксијалне силе, попут потисних кугличних лежајева или конусних ваљкастих лежајева.
Ови лежајеви се обично користе у апликацијама попут мењача и компресора, где се умерене аксијалне снаге настају као секундарни ефекат радијалних снага или термичке експанзије. Међутим, критично је да осигура да аксијално оптерећење не прелазе спецификације произвођача, јер то може проузроковати преурањено хабање или неуспех у ноцији.
Руковање аксијалним оптерећењем у лежајевима типа НУП-а
Цилиндрични лежајеви типа НУП-а нуде мало боље перформансе руковања оптерећењем. Они укључују два фиксна рамена на унутрашњи прстен и један фиксну плус једну лабаву прирубницу на спољном прстену, омогућавајући им да подрже аксијално оптерећења у оба смера. То их чини погодним за апликације са малим дворимерним аксијалним оптерећењима - као што су електрични мотори и кутије за железничке осовине.
Међутим, чак и у лежајевима врха у НУП-у, аксијални капацитет оптерећења углавном је само део радијалног капацитета. На пример, НУП лежај је оцењен за 100 кн радијално оптерећење може само управљати 10-15 кН аксијалног оптерећења. Дизајнери морају, дакле, пажљиво израчунати очекивана оптерећења и у складу с тим изабрати тачан тип лежаја.
Инжењерска разматрања Када користите цилиндричне ваљке за аксијалне оптерећења
Приликом одлучивања да ли да користите Цилиндрични ваљкасти лежајеви у апликацијама које укључују аксијално оптерећење, више се може узети у обзир неколико инжењерских фактора:
Анализа омјера учитавања : Инжењери морају да процене однос између радијалних и аксијалних оптерећења. Ако аксијално оптерећење прелазе 20-25% радијалног оптерећења, другачији тип лежајева може бити прикладнији.
Поравнавање становања и осовине : неусклађивање може погоршати стрес на ваљцима, посебно под аксијалним снагама. Правилно поравнање осигурава равномерну дистрибуцију оптерећења.
Брзина и подмазивање : Веће брзине могу довести до повећаног трења и производње топлоте, посебно када су присутне аксијалне снаге. Адекватно подмазивање је од суштинског значаја за спречавање контакта метала до метала.
Конфигурација монтаже : Тачна уградња Њ и типова НУП-а је пресудна за правилно руковање аксијалним оптерећењем. Неправилна скупштина може проузроковати деформацију проклизавања или прирубнице.
Пример израчунавања подобности аксијалног оптерећења
Размотримо Њ тип лежаја са радијалним капацитетом од 120 кн и аксијална граница од 12 кн. Ако апликација укључује радијални оптерећење од 90 КН и аксијално оптерећење од 10 кН, однос је:
Однос аксијалног / радијалног оптерећења = 10/90 = 0.111 или 11,1%
Пошто је 11,1% у сигурном лимит (обично испод 15-20%), овај лежај се може сматрати погодним и другима који су налик на друге услове попут подмазивање и поравнања се правилно решавају.
Алтернативе за бољу подршку за оптерећење
Ако су аксијално оптерећење у вашем систему значајно, можда ће бити мудрији да размотри алтернативне врсте лежајева који нуде посвећену аксијалну подршку. Ево неколико:
| Обична |
оптерећења типа за оптерећење |
типа типа типа |
типична апликација |
| Конусни ваљкасти лежајеви |
Високо |
Високо |
Хубс возила, мењачи |
| Лежајеви за потисни куглице |
Низак |
Веома висок |
Апликације са ниским брзинама Аксијално оптерећење |
| Угаони контактни лежајеви |
Умерен |
Умјерено високо |
Пумпе, машинске алате |
Ова табела истиче зашто Цилиндрични ваљци лежајеви се често бирају за радијално-доминантне апликације оптерећења. За истинску аксијалну подршку, конусни или угаони контактни лежајеви често су бољи погодни.
Закључак
Цилиндрични ваљци лежајеви , док изузетни за радијално оптерећење имају ограничене могућности када је у питању аксијалне силе. Врсте попут Њ и НУП-а пружају неку флексибилност, али њихова аксијална оцена оптерећења су неразумно ниже. За инжењере и дизајнере је неопходно разумети ове границе и одабрати одговарајућу врсту лежаја на основу стварних потреба за пријавом.
Пажљиво анализирање захтева за оптерећење, консултантске техничке документације и разматрање ограничења дизајна, можете сигурно користити цилиндричне ваљке у апликацијама које укључују светлост на умерене аксијалне силе. Међутим, када аксијално оптерећење доминирају, прелазак на специјализоване врсте лежајева се не препоручује само - неопходно је за дугорочну поузданост и ефикасност.
