Konstruktor routerów bramowych obsługujący śrubę kulową o długości 1,2 m i średnicy 40 mm przy 2500 obr./min zadzwonił po sześciu tygodniach pracy na dwie zmiany. Luz na osi X wzrósł z 0,008 mm do 0,035 mm, a obudowa łożyska po stronie oporowej znajdowała się około 8 stopni C nad ramą maszyny. Nic się nie zepsuło. Stal rozszerza się o około 0,0115 mm na metr na stopień C, tak więc śruba rosła o około 0,1 mm między zimnym poniedziałkowym rankiem a ciepłym piątkowym popołudniem, a ponieważ oba końce zostały zaciśnięte za pomocą łożysk umieszczonych osiowo, cały ten wzrost musiał zostać gdzieś wchłonięty.
Wniosek jest taki sam, jak ten, który pojawia się w przypadku większości zapytań o łożyska podporowe śrub kulowych: łożysko to ostatnia decyzja, a nie pierwsza. Zdecyduj, jak śruba będzie umiejscowiona osiowo, jakie napięcie wstępne będzie potrzebne dla pary oporowej i w jaki sposób wolny koniec będzie mógł się unosić. Następnie wybierz numery części.
Co właściwie ma do zrobienia każdy koniec śruby
Krótka odpowiedź: jeden koniec mocuje śrubę osiowo i przenosi nacisk, drugi koniec podtrzymuje ją promieniowo i pozwala jej się poruszać. Zestaw łożysk nośnych to nie dwa identyczne łożyska wybrane dla wygody, to para elementów o różnych zadaniach, a także różne są wzorce uszkodzeń.
Zadania z końcem stałym i ruchomym na typowej osi śruby kulowej, z objawami błędnego wyboru. | Pozycja | Podstawowy obowiązek | Typowy wybór łożyska | Co się dzieje nie tak, jeśli jest niedopasowane |
| Koniec stały (oporowy). | Umiejscawia śrubę osiowo, przenosi ciąg skrawania i przyspieszania, ustala napięcie wstępne | Dopasowana para styków kątowych, typu back-to-back lub dwurzędowy zespół styków kątowych | Luz osiowy rosnący wraz z obciążeniem, gorące obudowy, ciernie na występie wału |
| Koniec pływający (podporowy). | Przenosi tylko obciążenie promieniowe, umożliwia rozszerzanie i kurczenie się cieplne | Łożysko kulkowe zwykłe z pierścieniem zewnętrznym swobodnie ślizgającym się w oprawie | Wygięta śruba, bieżnie Brinella, para oporowa przeciążona w miarę nagrzewania się śruby |
| Końcówka silnika lub skrzyni biegów | Przenosi moment obrotowy, kompensuje niewspółosiowość sprzęgła | Łożysko promieniowe dobrane wyłącznie do własnego obciążenia | Siły sprzęgła wciskane w łożyska podporowe, wibracje przy dużej prędkości |
Szybka kontrola poprawności każdego nowego projektu: zmierz odległość między dwoma gniazdami łożysk w milimetrach, podziel przez 1000, pomnóż przez oczekiwany wzrost temperatury w stopniach C i pomnóż przez 11,5. Wynik, w mikronach, oznacza przemieszczenie osiowe, jakie musi być w stanie pochłonąć pływający koniec. Na śrubie o długości 2 m i wzroście o 5 stopni wynosi już około 115 mikronów, czyli znacznie więcej, niż jest w stanie przełknąć jakiekolwiek napięcie wstępne.
Wybór pary stacjonarnej
Trzy układy obejmują większość prac związanych z obrabiarkami i automatyzacją, a wybór zwykle sprowadza się do szybkości, sztywności i ilości wolnej przestrzeni osiowej w obudowie.
- Para styków kątowych typu back-to-back (DB): najszerszy rozkład obciążeń pomiędzy dwoma punktami styku, dobra odporność na momenty zginające i standardowy wybór dla śrub oporowych.
- Para typu twarzą w twarz (DF): toleruje nieco większą niewspółosiowość, ale ma węższy rozkład obciążenia, więc ugina się bardziej pod obciążeniem momentowym.
- Para tandemowa (DT): oba łożyska dzielą ciąg w jednym kierunku, stosowana tylko wtedy, gdy ciąg jest duży i jednokierunkowy, a druga para zamyka pętlę w innym miejscu.
Łożyska podporowe śrub kulowych są zwykle budowane z kątem działania 60 stopni, ponieważ priorytetem jest sztywność osiowa, a nie nośność promieniowa. Uniwersalnie dopasowane pary są dostarczane z określonym napięciem wstępnym, już wyszlifowanym, zatem parę należy montować jako zestaw i nigdy nie mieszać z inną parą z innego pudełka. Jeśli projekt wymaga pojedynczego kompaktowego zespołu zamiast dwóch oddzielnych pierścieni, dwurzędowe łożysko skośne wykonuje tę samą pracę ustalającą w jednym gnieździe oprawy i przejmuje połączone obciążenie promieniowe i wzdłużne; nasz
Łożyska kulkowe skośne dwurzędowe serii 52 i 53 Kompaktowa alternatywa z pojedynczą obudową do łącznego mocowania promieniowego i osiowego, z opcjami uszczelniania i smarowania do zastosowań w obrabiarkach, elektrowniach wiatrowych, piastach i pompach. Zobacz produkt → strona zawiera listę rozmiarów serii 52 i 53 używanych w tej roli. Kompromis polega na tym, że napięcie wstępne jest stałe podczas produkcji, więc sztywności osiowej nie można później regulować.
Wstępne ładowanie: tam zaczyna się większość problemów z łożyskami podporowymi
Napięcie wstępne usuwa luz wewnętrzny i sprawia, że położenie śruby jest powtarzalne, ale jest to wąskie okno. Jako roboczy punkt wyjścia, lekkie napięcie wstępne wynosi około 1 do 2 procent znamionowego obciążenia dynamicznego pary, a średnie napięcie wstępne około 3 procent; wszystko poza tym zwykle podnosi temperaturę pracy szybciej niż zwiększa sztywność. Test praktyczny jest prosty: po 30 minutach docierania temperatura obudowy powinna się ustabilizować, a nie stale rosnąć, a luz osiowy mierzony czujnikiem zegarowym na końcu śruby powinien wynosić zero przy powtarzalnym powrocie do położenia.
Dominują dwa błędy. Po pierwsze, użycie nakrętki zabezpieczającej w celu dodania napięcia wstępnego, które powinno zostać zeszlifowane w parze, co powoduje zmiażdżenie pierścieni wewnętrznych i utworzenie łożyska, które jest sztywne na zimno i zacierane na gorąco. Po drugie, przyłożenie dużego napięcia wstępnego do śruby, która nie ma pływającego końca, co zamienia wzrost temperatury w obciążenie wzdłużne o wartości kilkuset niutonów. Uzasadnienie dotyczące zakresów tolerancji i wartości momentu obrotowego przedstawiono bardziej szczegółowo w naszej nocie wybór napięcia wstępnego dla łożysk serii 52 i 53 i ta sama logika dotyczy dopasowanych par styków kątowych.
Pływający koniec zasługuje na prawdziwe łożysko
Pływający koniec jest często traktowany po namyśle i stąd biorą się ciche awarie. Musi przenosić obciążenie promieniowe śruby oraz ciężar nakrętki i wózka, utrzymywać śrubę koncentrycznie względem końca oporowego i nadal ślizgać się osiowo bez zarysowania gniazda. Typowym rozwiązaniem jest łożysko kulkowe zwykłe z pasowaniem ustalającym na wale i pasowaniem ślizgowym w oprawie, przy czym pierścień zewnętrzny może swobodnie poruszać się o około 0,3 do 0,5 mm w każdą stronę i nic nie zaciska go w otworze.
Dwa szczegóły są ważniejsze niż strona katalogu. Otwór w oprawie musi być okrągły i wystarczająco gładki, aby pierścień zewnętrzny ślizgał się, a nie przechylał, a łożysko nie może być typu naprężonego, ponieważ jakiekolwiek wiązanie osiowe na tym końcu zakłóca cały układ. Standardowe
Łożyska kulkowe poprzeczne serii 42 i 43 W przypadku gniazd ustalających nienaprężonych wstępnie kategoria ta obejmuje łożyska kulkowe zwykłe serii 42 i 43 o standardowych rozmiarach i opcjach luzu dla ciepłych opraw. Zobacz produkt → rozmiary pokrywają większość gniazd podporowych, a luz C3 jest często rozsądnym wyborem, gdy obudowa nagrzewa się szybciej niż wał.
Gdy warsztat jest zakurzony lub mokry
Obudowy maszyn nie są pomieszczeniami czystymi. Pył żeliwny, mgła płynu chłodzącego i woda ze zmywania przedostają się do obudowy wsporczej, a otwarte łożysko, które przetrwa na stanowisku testowym, może w ciągu jednego sezonu ulec uszkodzeniu w hali produkcyjnej. Uszczelnione i ekranowane warianty tych samych rodzin łożysk rozwiązują większość tego problemu bez zmiany powłoki obudowy, a uszczelnienie stykowe 2RS jest lepszym wyborem niż tarcza ZZ wszędzie tam, gdzie występuje chłodziwo, ponieważ osłona jedynie odbija zanieczyszczenia, a nie je uszczelnia. Nasz
Łożyska skośne dwurzędowe serii 32 i 33 Uszczelnione lub ekranowane zespoły dwurzędowe do zabrudzonych obudów wsporczych, łączące nośność promieniową i osiową z kątem działania 30 stopni i kompaktowym umiejscowieniem. Zobacz produkt → zakres jest stosowany tam, gdzie kompaktowa jednostka lokalizująca musi również wytrzymać brudne warunki, a Seria 30 i 38 z zamknięciami 2RS lub ZZ zapewniają tę samą funkcję ustalania osiowego przy węższej szerokości w przypadku ciasnych opraw.
Kolejność montażu zapobiegająca przedwczesnym awariom
Większość skarg dotyczących łożysk podporowych, które docierają do producenta, dotyczy problemów z montażem, a nie z produkcją. Poniższa sekwencja jest tą, którą zalecamy dla dopasowanej pary na końcu oporowym.
- Oczyścić gniazdo wału, otwór w obudowie i powierzchnie dystansowe, następnie sprawdzić bicie kołnierza za pomocą czujnika zegarowego; Łącznie 0,002 do 0,005 mm to rozsądny cel dla osi precyzyjnej.
- Sprawdź równoległość elementu dystansowego na płycie powierzchniowej. Podkładka przesunięta o 0,01 mm względem równoległości powoduje przechylenie pierścienia zewnętrznego i cicho dodaje kilkaset niutonów nierównomiernego napięcia wstępnego.
- Dopasuj parę w zaznaczonej kolejności, zachowując pasujące znaki dokładnie zgodnie z instrukcją; odwrócenie jednego pierścienia zmienia napięcie wstępne i linię obciążenia.
- Przed dokręceniem lekko naoliw gwint nakrętki zabezpieczającej, tak aby przyłożony moment obrotowy zamienił się w siłę zaciskania zamiast tarcia w suchych gwintach, a następnie dokręć w dwóch lub trzech etapach do określonej wartości.
- Zmierz ruch osiowy za pomocą czujnika zegarowego na końcu śruby podczas pchania i ciągnięcia ręcznie, a następnie powtórz tę czynność z dźwignią przy umiarkowanym obciążeniu, aby upewnić się, że odczyt nie rośnie.
- Docieraj z rosnącą prędkością, obserwując temperaturę obudowy; stabilny odczyt po 30–60 minutach jest kryterium zaliczenia, kontynuacja wznoszenia nie.
Punkty do potwierdzenia przed pierwszym cięciem
- Tylko jeden koniec jest umiejscowiony osiowo. Dwa umiejscowione końce są najczęstszą przyczyną przedwczesnej awarii łożyska wzdłużnego.
- Napięcie wstępne odpowiada zadaniu: lekkie do dużych prędkości i długiej żywotności, średnie do ciężkiego cięcia i sztywności, nigdy „tak ciasne, jak to możliwe”.
- Ilość smaru jest mierzona, a nie zgadywana. Nadmierne smarowanie małego łożyska oporowego powoduje drgania i przegrzewanie tak samo szybko, jak brak smaru.
- Osiowanie sprzęgła sprawdza się po zaciśnięciu łożysk, a nie przed.
Krótka lista kontrolna zakupów
Gdy określone jest łożysko podporowe, zapytanie wymaga czegoś więcej niż tylko otworu i średnicy zewnętrznej. Kupujący, którzy dostarczą następujące elementy, za pierwszym razem otrzymają użyteczną ofertę:
Informacje zmieniające łożysko oferowane dla pozycji podparcia śruby kulowej. | Przedmiot | Dlaczego zmienia część |
| Nacisk osiowy ze współczynnikiem bezpieczeństwa | Określa, czy odpowiednia jest dopasowana para, czy pojedyncza jednostka dwurzędowa |
| Wymagana sztywność osiowa | Decyduje o klasie napięcia wstępnego i kącie zwilżania |
| Maksymalna prędkość i cykl pracy | Napędy typu koszyka, smarowania i wyboru uszczelnienia |
| Klasa dokładności i granica bicia | Oddziela standardową parę precyzyjnych od zestawu klasy P4 |
| Środowisko | Otwarte, ekranowane lub styki uszczelnione; rodzaj smaru i ilość napełnienia |
| Wymiary obudowy | Wyklucza rozwiązania, które fizycznie nie będą pasować do siedzenia |
Poproś o dostarczenie pary jako dopasowany zestaw z napięciem wstępnym zaznaczonym na opakowaniu i przechowuj zestaw razem podczas odbioru towaru, przechowywania i montażu. Mieszane pary to najcichszy sposób na utratę sztywności, za którą zapłacono.
Łożyska oporowe na śrubie kulowej to niewielka część maszyny, a duża część jej powtarzalności. Ustaw właściwy układ, jeden koniec umiejscowiony, a drugi wolny, zapewnij parze oporowej napięcie wstępne, które będzie w stanie wytrzymać, i utrzymuj koniec pływający naprawdę wolny. Same łożyska rzadko są słabym ogniwem; decyzje wokół nich są zazwyczaj.
