Jaki wpływ ma wewnętrzny prześwit łożyska kulki głębokiego groove na wydajność łożyska

Łożyska kulkowe z głębokim groove są najczęściej używanymi łożyskami toczącymi w sprzęcie mechanicznym. Ich wydajność bezpośrednio wpływa na niezawodność, wydajność i żywotność sprzętu. Wśród wielu czynników wpływających na wydajność łożyska wewnętrzny klirens jest niewątpliwie jednym z kluczowych parametrów określających wydajność łożyska. Wewnętrzny prześwit, znany również jako luz promieniowy, odnosi się do maksymalnego ruchu promieniowego i osiowego pierścieni wewnętrznych i zewnętrznych łożyska, gdy nie stosuje się obciążenia. Ten pozornie prosty prześwit ma głęboki wpływ na szereg wskaźników wydajności, w tym wzrost temperatury łożyska, hałas, wibracje, żywotność i sztywność.

Wpływ prześwitu na wzrost temperatury łożyska
Podczas operacji łożyska, toczenie i przesuwane tarcia między elementami toczącymi i rasami generuje ciepło, powodując wzrost temperatury. Wewnętrzny prześwit ma kluczowy wpływ na wzrost temperatury łożyska.
Jeśli prześwit jest zbyt mały, toczące się elementy łożyska i bieżniki wyścigowe odczuwają dopasowanie wstępne lub dopasowanie wypoczynku. To znacznie zwiększa moment obrotowy tarcia pierwiastków toczących się, generując znaczne ciepło. Nadmierny wzrost temperatury nie tylko przyspiesza starzenie się i awarię tłuszczu, ale także powoduje rozszerzalność cieplną materiału łożyska. Nienchronizowana ekspansja cieplna pierścieni wewnętrznych i zewnętrznych może jeszcze bardziej zmniejszyć lub nawet wyeliminować prześwit, tworząc błędne cykl, który ostatecznie może prowadzić do napadu lub przedwczesnej awarii. Gdy prześwit jest zbyt duży, ruch toczących się elementów w wyścigach nośnych staje się niestabilny. Gdy łożysko jest obciążone, obszar kontaktowy między elementami toczącymi a bieżniami zmniejsza się, co prowadzi do stężenia naprężeń kontaktowych. Jednocześnie wzrastają przesuwanie elementu i tarcia. Chociaż nie jest tak poważne, jak tarcie spowodowane zbyt małym prześwitem, nadal może powodować wzrost temperatury w warunkach dużych i wysokich obciążenia. Ponadto nadmierny prześwit może powodować wstrząs podczas biegania promieniowego, dalszy zwiększając temperaturę.

Idealnym prześwitem jest utrzymanie niewielkiego dodatni po prześwicie po zainstalowaniu łożyska i osiągnięciu równowagi termicznej. Zapewnia to płynne działanie elementów toczących się, jednocześnie skutecznie zmniejszając tarcie, utrzymując w ten sposób wzrost temperatury w dopuszczalnych granicach.

Wpływ prześwitu na hałas łożyska i wibracje
Hałas łożyska i wibracje są ważnymi wskaźnikami płynnej pracy. Wewnętrzny prześwit bezpośrednio wpływa na dynamiczną wydajność łożyska.

Nadmierny prześwit może powodować, że elementy toczące się wytworzyć „waliły” dźwięk podczas pracy. Gdy łożysko jest poddawane wahaniu obciążeń, elementy toczenia odbijają się między pierścieniami wewnętrznymi i zewnętrznymi. Ten niestabilny ruch może powodować zauważalne wibracje i hałas. Zwłaszcza w aplikacjach szybkich, takich jak silniki i wrzeciona, nadmierny prześwit może powodować silne wibracje, wpływając na dokładność obróbki sprzętu i stabilność operacyjną.

Chociaż nadmiernie niewielki prześwit zmniejsza rynek elementu toczenia, generuje również wibracje o wysokiej częstotliwości i hałas o wysokiej zawartości z powodu zwiększonego momentu ciernego. Hałas ten jest często bezpośrednio związany z obciążeniem wstępnym łożyska: im wyższe obciążenie wstępne, tym wyższy hałas. Na przykład w aplikacjach wymagających wysokiej sztywności i precyzji, takich jak precyzyjne wrzeciona maszynowe, łożyska o niskim, a nawet negatywnym przeliczeniu, są często wybierane, ale obciążenie wstępne musi być precyzyjnie kontrolowane w celu zrównoważenia sztywności i hałasu.

Odpowiedni prześwig zapewnia płynne i ciągłe przewracanie elementów toczących się w wyścigach, zmniejszając uderzenie i poślizg, minimalizując wibracje i hałas. Ma to kluczowe znaczenie dla sprzętu wymagającego wyjątkowo płynnego działania, takiego jak urządzenia gospodarstwa domowego i urządzenia medyczne.

Wpływ prześwitu na noszenie życia i sztywności

Połączenie życia zależy na ogół przez życie zmęczeniowe, a klirens jest jednym z kluczowych czynników wpływających na życie zmęczeniowe.

Nadmierny prześwit znacznie zwiększa naprężenie kontaktowe między elementami toczącymi i bieżniami. Według teorii kontaktu Hertza nadmierny stres kontaktowy może powodować przedwczesne zmęczenie materialne, skracając życie zmęczeniowe łożyska. Ponadto wzrost temperatury spowodowany nadmiernym prześwitem może przyspieszyć awarię tłuszczu, dodatkowo skracając żywotność.
Nadmierny prześwit może również skrócić życie. Podczas stosowania obciążeń łożyska nadmierny prześwit zmniejsza liczbę elementów toczenia, koncentrując obciążenie na kilku. Powoduje to gwałtowny wzrost stresu kontaktowego na tych toczących się pierwiastkach, co prowadzi do zlokalizowanego zmęczenia i zmniejszającego ogólną żywotność.
Odpowiedni prześwit może równomiernie rozłożyć obciążenie na bardziej toczące się elementy, skutecznie zmniejszając naprężenie kontaktowe i maksymalizując żywotność zmęczeniową.
Sztywność łożyska jest ważnym wskaźnikiem jego odporności na odkształcenie. Przejście ma bezpośredni wpływ na sztywność. Im mniejszy klirens, tym mniej odkształcenia doświadcza łożyska pod obciążeniem, co powoduje wyższą sztywność. W aplikacjach wymagających wysokiej sztywności, takich jak wrzeciona maszynowe i piasty kół samochodowych, łożyska o niskim prześwicie, a nawet negatywne luz (obciążenie wstępne) są często wybierane w celu poprawy ogólnej sztywności systemu.

Wybór klas prześwitu
Aby uwzględnić różnorodne wymagania dotyczące aplikacji, głębokie łożyska kulowe groove zazwyczaj oferują wiele gatunków prześwitu, takich jak C2, CN (lub C0), C3, C4 i C5. CN reprezentuje standardowy klirens, C3, C4 i C5 reprezentują wysoki klirens, a C2 reprezentuje niski prześwit.

Standardowy prześwit (CN) jest odpowiedni do większości ogólnych zastosowań przemysłowych, takich jak silniki elektryczne i pompy.

Wysoka prześwit (C3 i C4) jest odpowiednia do zastosowań z dużymi zakłóceniami montażowymi i drastycznymi wahaniami temperatury, takimi jak młyny toczące i wentylatory o wysokiej temperaturze, aby zrekompensować redukcję prześwitu spowodowaną rozszerzeniem cieplnym.

Niski prześwit (C2) jest odpowiedni do zastosowań wymagających wysokiej precyzji pracy i niskiego hałasu, takich jak instrumenty precyzyjne i małe silniki.

Dlatego przy wyborze łożysk kulowych o głębokim groove skupienie się wyłącznie na rozmiarze i modelu jest niewystarczające. Dokładne zrozumienie kompleksowego wpływu wewnętrznego prześwitu na wydajność łożyska i wybór odpowiedniej oceny prześwitu w oparciu o określone warunki pracy jest kluczem do zapewnienia długoterminowego stabilnego i niezawodnego działania sprzętu. Prawidłowy wybór maksymalizuje wydajność łożyska, rozszerza jego żywotność i ostatecznie zmniejsza koszty konserwacji.