Łożyska kulkowe skośne dwurzędowe serii 52/53 są szeroko stosowane w urządzeniach mechanicznych, ponieważ mogą przenosić jednocześnie obciążenia promieniowe i osiowe, mają dużą sztywność i zajmują mało miejsca. Jednakże, aby zapewnić pełną zabawę ich osiągom, kluczową rolę odgrywa właściwy dobór i zastosowanie napięcia wstępnego. Napięcie wstępne nie tylko wpływa na dokładność pracy łożyska, ale także określa jego żywotność i stabilność sprzętu. Poniżej omówiona zostanie rola napięcia wstępnego, czynniki wpływające i metody selekcji.
1. Rola napięcia wstępnego
Napięcie wstępne to siła, która utrzymuje elementy toczne wewnątrz łożyska w odpowiednim kontakcie z bieżnią poprzez przyłożenie określonego obciążenia osiowego. Rozsądne napięcie wstępne ma ogromne znaczenie dla wydajności łożysk serii 52/53:
Popraw dokładność działania: napięcie wstępne eliminuje luz wewnętrzny łożyska i zwiększa sztywność, poprawiając w ten sposób dokładność pracy sprzętu, szczególnie w sprzęcie mechanicznym, który wymaga bardzo precyzyjnego pozycjonowania.
Zwiększ nośność: Dzięki regulacji napięcia wstępnego łożysko może bardziej równomiernie rozkładać obciążenie i unikać wczesnych awarii z powodu nadmiernego obciążenia lokalnego.
Tłumienie wibracji i hałasu: Odpowiednie napięcie wstępne może zmniejszyć względny ruch pomiędzy elementami tocznymi a bieżnią oraz zmniejszyć wibracje i hałas podczas pracy sprzętu.
Zapobiegaj poślizgowi obrotowemu: W przypadku urządzeń szybkobieżnych odpowiednie napięcie wstępne może zapobiec poślizgowi elementów tocznych i zapewnić normalną pracę łożyska.
2. Główne czynniki wpływające na wybór napięcia wstępnego
Wybór odpowiedniego napięcia wstępnego wymaga wszechstronnego rozważenia warunków pracy sprzętu, konstrukcji łożyska i środowiska pracy. Oto kilka kluczowych czynników:
Warunki obciążenia:
Warunki lekkiego obciążenia: Odpowiednie do niższego napięcia wstępnego w celu zmniejszenia tarcia i ciepła.
Warunki dużego obciążenia: Wymaga większego napięcia wstępnego, aby poprawić sztywność i zapobiec deformacji łożyska.
Wymagania dotyczące prędkości:
Sprzęt obracający się z dużą prędkością musi umiarkowanie zmniejszyć napięcie wstępne, aby zmniejszyć tarcie i ciepło; Sprzęt pracujący przy niskiej prędkości lub przerywany może odpowiednio zwiększyć napięcie wstępne, aby poprawić pozycjonowanie.
Metoda parowania łożysk:
Montaż czołowy (typ DB): Nadaje się do przenoszenia dużych obciążeń promieniowych i momentów przechylających, ale napięcie wstępne nie może być zbyt duże, aby uniknąć zwiększonego tarcia.
Montaż tyłem do siebie (typ DF): Wysoka sztywność, odpowiednia do scenariuszy wymagających dużej dokładności pozycjonowania osiowego.
Instalacja tandemowa (typ DT): Napięcie wstępne musi być dopasowane do innych łożysk, aby zrównoważyć obciążenie całego systemu.
Wpływ temperatury:
Wzrost temperatury spowoduje rozszerzenie łożyska, zmieniając w ten sposób wielkość napięcia wstępnego. Należy rozważyć środki kompensacji temperatury, aby zapewnić stabilność napięcia wstępnego.
Materiały i warunki smarowania:
Łożyska wykonane z różnych materiałów mają różną tolerancję naprężenia wstępnego, a stan smarowania (taki jak smarowanie smarem stałym lub smarowanie olejem) również wpływa na tarcie i wytwarzanie ciepła, określając w ten sposób zakres napięcia wstępnego.
3. Dobór i zastosowanie napięcia wstępnego
Metody rozsądnego doboru i zastosowania napięcia wstępnego obejmują głównie:
Metoda obliczeń w celu wybrania napięcia wstępnego:
W zależności od wymagań dotyczących obciążenia, prędkości i trwałości użytkowej sprzętu, zalecaną wartość napięcia wstępnego oblicza się za pomocą wzoru konstrukcyjnego łożyska. Wzór musi uwzględniać takie parametry, jak liczba elementów tocznych, kąt zwilżania i rozkład obciążenia.
Metoda regulacji:
Regulacja mechaniczna: Siła osiowa jest przykładana poprzez nakrętki, podkładki lub konstrukcje sprężynowe w celu uzyskania napięcia wstępnego. Ta metoda jest odpowiednia w przypadku wielokrotnych regulacji i dużej przestrzeni instalacyjnej.
Regulacja różnicy temperatur: Charakterystyka rozszerzalności cieplnej i skurczu na zimno łożyska podczas montażu służy do kontrolowania różnicy temperatur montażu w celu uzyskania ustawienia napięcia wstępnego.
Pomiar i weryfikacja obciążenia wstępnego:
Po przyłożeniu napięcia wstępnego należy je sprawdzić za pomocą narzędzi pomiarowych. Typowe metody obejmują:
Metoda pomiaru luzu: Użyj szczelinomierza lub dalmierza laserowego, aby zmierzyć, czy luz łożyska spełnia wymagania projektowe.
Metoda pomiaru momentu obrotowego: Pośrednio potwierdź wielkość napięcia wstępnego, mierząc moment rozruchowy lub roboczy wymagany do obrotu łożyska.
Metoda przemieszczenia osiowego: Należy zwrócić uwagę, czy przemieszczenie osiowe po obciążeniu wstępnym spełnia normę projektową.
4. Środki ostrożności i sugestie dotyczące optymalizacji
Przy stosowaniu i regulacji napięcia wstępnego łożysk serii 52/53 należy również zwrócić uwagę na następujące kwestie:
Unikaj nadmiernego napięcia wstępnego: Nadmierne napięcie wstępne może powodować nadmierny nacisk styku pomiędzy elementem tocznym a bieżnią, zwiększać tarcie i ciepło oraz przyspieszać zużycie łożyska.
Możliwość regulacji dynamicznej: W przypadku sprzętu charakteryzującego się dużymi zmianami obciążenia i temperatury należy rozważyć wprowadzenie elementów elastycznych (takich jak sprężyny talerzowe), aby uzyskać dynamiczną regulację.
Optymalizacja smarowania: Zapewnij dobre warunki smarowania, aby zmniejszyć dodatkowe ciepło tarcia spowodowane napięciem wstępnym.
Regularna kontrola: Podczas pracy należy regularnie monitorować wibracje, hałas i wzrost temperatury łożyska oraz odpowiednio wcześnie regulować napięcie wstępne, aby wydłużyć żywotność łożyska.
