Jako podstawowe elementy podtrzymujące w obracających się maszynach, Łożyska kulki głębokie groove z serii cale Odgryć niezastąpioną rolę w kluczowych dziedzinach, takich jak lotniska, instrumenty precyzyjne i specjalny sprzęt. W porównaniu z łożyskami metrycznymi, łożyska calowe spełniają rygorystyczne wymagania określonych scenariuszy przemysłowych z ich unikalnym systemem wielkości i właściwości wydajności.

1. Rola i charakterystyka łożysk głębokich groove calowych

Łożyska kulkowe z serii calowych są łożyska toczącego się zaprojektowane i wyprodukowane zgodnie ze standardami wielkości cala. Uzupełniają wspólne łożyska metryczne i zajmują ważną pozycję w określonych dziedzinach przemysłowych i tradycyjnym sprzęcie. Ten rodzaj łożyska zachowuje podstawowe cechy łożysk kulowych o głębokim rowku, jednocześnie dostosowując się do wymagań systemu calowego pod względem serii wielkości, dopasowania tolerancji i detali strukturalnych, zapewniając niezastąpione standaryzowane rozwiązanie na rynku Ameryki Północnej, lotniczej i tradycyjnej konserwacji sprzętu.

Standardowy system rozmiaru stanowi najważniejszą cechę zewnętrzną łożysk calowych. W przeciwieństwie do łożysk metrycznych, które wykorzystują milimetry jako jednostkę podstawową, łożyska cesarskie wykorzystują cale ułamkowe lub dziesiętne jako specyfikacje. Wspólne średnice wewnętrzne wahają się od 1/8 cala (0,125 cala) do 6 cali, ze standardową sekwencją przyrostów 1/16 cala. Na przykład model łożyska R6 odpowiada wewnętrznej średnicy 0,375 cala (3/8 "), zewnętrznej średnicy 0,875 cali i szerokości 0,281 cali. Ten system wielkości tworzy naturalne dopasowanie z cesarską średnicą wału i otworem do siedzenia łożyska, unikając błędu konwersji, gdy łożyska metryczne są wykorzystywane na sprzęcie cewki.

Cechy konstrukcyjne odzwierciedlają możliwość dostosowania łożysk cesarskich do określonych scenariuszy zastosowania. Typowe łożysko kulki z głębokim groove, składa się z czterech elementów rdzeniowych: pierścienia zewnętrznego, pierścienia wewnętrznego, stalowej kulki i klatki, ale istnieją różnice w szczegółach w porównaniu z podobnymi produktami metrycznymi: pierścień zewnętrzny zwykle nie ma rowka zatrzymującego lub rowka instalacji osłony uszczelniającej, aby utrzymać bardziej kompletną siłę strukturalną; Wysokość żebra pierścienia wewnętrznego jest stosunkowo zwiększona o 5-8%, aby zapewnić lepsze wskazówki osiowe; Liczba stalowych kulek jest 1-2 mniejsza niż w łożysku metrycznym tego samego rozmiaru, ale średnica jest zwiększona o 3-5%, aby zrekompensować różnicę pojemności obciążenia. Te cechy konstrukcyjne umożliwiają dobre wyniki w przypadku dużych prędkości w warunkach dużych prędkości. Niektóre specjalne modele wykorzystują również konstrukcję piłki podwójnej rzędu (takie jak seria LL), aby osiągnąć wyższą pojemność w ograniczonej przestrzeni i spełniać kompaktowe wymagania maszyn inżynieryjnych.

Proces uzdatniania materiału i ciepła określa wydajność łożysk cesarskich. Limit energii. Łożyska imperialne o stopniu lotniczym wykorzystują technologię wytopu w odgadnięciu próżniowego, inkluzje tlenku są kontrolowane przy DS ≤ 0,5, a całkowita ilość wtrąceń niemetalicznych wynosi ≤ 0,05%, co jest znacznie wyższe niż standard czystości zwykłych łożysk metrycznych. Jeśli chodzi o obróbkę cieplną, łożyska cesarskie zwykle stosują proces podwójnego wygaszania: Pierwsze wygaszenie uzyskuje drobnoziarnistą matrycę martenzytyczną (twardość 62-64HRC), a drugie wygaszanie dostosowuje resztkową zawartość austenitu (kontrolowana na 5-8%), co poprawia stabilność wymiarową o ponad 50%. W środowiskach korozyjnych seria Imperial opracowała 440C wału ze stali nierdzewnej, zawartość chromu łożyska wynosi 16-18%. Poprzez specjalne leczenie starzenie się twardość jest utrzymywana przy 58-60HRC, która jest zarówno odporna na korozję, jak i odporną na zużycie.

Charakterystyka zastosowań branżowych pokazuje pozycję rynkową łożysk cesarskich. W północnoamerykańskim systemie przemysłowym łożyska cesarskie są nadal dominującym wyborem tradycyjnego sprzętu. Na przykład systemy przesyłowe maszyn rolniczych i pojazdów inżynierskich na ogół przyjmują serię Imperial. W polu lotniczym niektóre odziedziczone projekty Boeinga i Airbusa nadal używają standardu łożyska imperialnego. Na przykład wewnętrzna średnica dużych zwężających się łożyska wałków używanych w sprzęcie do lądowania samolotów jest często zwiększana o 1/8 cala.

2. Zasada pracy i właściwości mechaniczne

Zachowanie mechaniczne i zasada pracy łożyska kulowej serii calowej są oparte na podstawowej teorii łożysk toczących się, ale ich specjalny system wielkości i konstrukcja dają im unikalne charakterystyki wydajności. Zrozumienie tych właściwości mechanicznych ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego wyboru i rozwoju potencjału łożysk calowych. Od mechaniki kontaktowej po kinematykę, od rozkładu obciążenia po mechanizm awarii, zasada robocza łożysk kulowych głębokich calowych jest złożonym systemem łączenia pola wielofizycznego.

Charakterystyka kinematyczna określa ograniczenie prędkości łożysk calowych. Gdy łożyska obraca się, elementy przedstawiają złożony stan ruchu: stalowa kulka istnieje jednocześnie klatka utrzymuje odstępy między kulkami podczas obrotu (wokół własnej osi) i rewolucji (wokół osi łożyska). Kinematyczna koordynacja łożyska cesarskiego znajduje odzwierciedlenie w następujących: Wewnętrzna konstrukcja klatki pod przewinieniem pierścieniowym sprawia, że prędkość rewolucji kulowej ω_cage = ω_shaft × d/(d d), gdzie d jest średnią kulki, a d jest średnią skoku (oba w calach). Ponieważ stosunek (d/d) łożysk cesarskich wynosi zwykle 0,25-0,3 (nieco większy niż metryczne 0,22-0,25), jego prędkość krytyczna ma większy wpływ siła odśrodkowa, a współczynnik korekcji jednostki imperialnej należy wprowadzić podczas obliczania: N_max = K × (d)/(d^1,5), gdzie K jest materialna (przy czym przybliżenie 3,5 × 6 w okresie imperialnym). ). To wyjaśnia, dlaczego ograniczająca prędkość tego samego rozmiaru łożyska cesarskiego jest zwykle o 5-10% niższa niż w łożysku metrycznym, ale w rzeczywistym zastosowaniu większy prześwit kompensuje część utraty prędkości.

Prawo rozkładu obciążenia odzwierciedla charakterystykę obciążenia łożysk cesarskich. Zgodnie z działaniem obciążenia promieniowego FR nie wszystkie stalowe kulki dzielą obciążenie jednakowo, ale tworzą powierzchnię obciążenia 120-150 °. Ponieważ łożysko imperialne ma większą prześwit (klirens klasy CN wynosi około 0,001 cala), jego kąt rozkładu obciążenia jest o 10-15 ° szerszy niż łożyska metryczne, a maksymalna siła kontaktowa Q_max = 4,37 × fr/z (Z to liczba kul stalowych). Po poddaniu łącznego obciążenia (FR FA), pojemność osiowa łożyska cesarskiego jest stosunkowo wyjątkowa ze względu na jego wysoki kołnierz. Stopień wzrostu (około 5-8%) może wytrzymać większy komponent osiowy. Wzór imperialny służy do obliczenia obciążenia ocenianego osiowego: FA_MAX = 0,6 × z × D^2 × Sinα, gdzie α jest kątem kontaktu (około 5-10 ° dla łożysk kulowych głębokiego rowka). Praktyka wykazała, że żywotność cesarskiego łożyska L4549 (średnica wewnętrzna 1-1/2 cala) przy czystym obciążeniu osiowym jest o 20-25% wyższa niż w przypadku łożyska metrycznego 6306, co przyczynia się do zastosowań ciągu.

Dynamiczne parametry wydajności są kluczem do oceny stanu pracy łożysk cesarskich. Wartość RMS prędkości wibracji łożyska (cal/s) jest ważnym wskaźnikiem jakości serii Imperial. Wartość wibracji wysokiej jakości łożysk klasy ABEC7 jest kontrolowana na 0,05- w zakresie 0,12 cali/s, jest o 20% bardziej surowsza niż łożysko metryczne P5. Kolejnym ważnym parametrem jest charakterystyka sztywności. Sztywność promieniowa łożyska cesarskiego wynosi K_R = 1000 × Z × D × Cosα (LB/in), a sztywność osiowa wynosi K_A = 800 × Z × D × Sinα (LB/IN). Ponieważ liczba stalowych kul w łożyskach cesarskich jest zwykle mniejsza (1-2 mniej), ich sztywność jest o 5-10% niższa niż w przypadku łożysk metrycznych o tej samej wielkości, co wymaga szczególnej uwagi na kompensację przy wyborze urządzeń precyzyjnych. Analiza modalna pokazuje, że naturalna częstotliwość łożyska Imperium R8 (średnica wewnętrzna 1/2 cala) wynosi około 3500-4000 Hz, co jest o 15% niższe niż w łożysku Metric 6201, a odporność na uderzenie jest stosunkowo lepsza.