- TEL:
+86-574-63269198
+86-574-63261058
- FAKS:
+86-574-63269198
+86-574-63261058
- E-MAIL:
- ADRES:
Strefa przemysłowa Henghe Ningbo, Zhejiang, Chiny.
- Śledź nas:
Łożyska kulkowe skośne dwurzędowe serii 33 znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie pojedynczy kompaktowy zespół łożyskowy musi jednocześnie przenosić obciążenia promieniowe, dwukierunkowe obciążenia osiowe (wzdłużne) i umiarkowane obciążenia momentowe — wszystko w ramach instalacji o ograniczonej przestrzeni. Ich główne zastosowania obejmują wrzeciona obrabiarek, komponenty samochodowe, przemysłowe skrzynie biegów, pompy, sprężarki, oprzyrządowanie precyzyjne, silniki elektryczne i maszyny rolnicze. Oznaczenie serii 33 wyraźnie identyfikuje dwurzędowe łożysko kulkowe o kącie działania 30 stopni w określonej serii wymiarowej, co czyni je preferowanym wyborem do zastosowań, które wymagają wyższej nośności osiowej w stosunku do obciążenia promieniowego w porównaniu ze standardowymi konfiguracjami dwurzędowymi. Zrozumienie zakresu i specyfiki ich zastosowań pomaga inżynierom i specjalistom ds. konserwacji z pewnością wybrać właściwe łożysko do każdego przypadku zastosowania.
Przed zbadaniem konkretnych zastosowań aplikacji ważne jest, aby zrozumieć, co je wyróżnia Łożyska kulkowe skośne dwurzędowe serii 33 od innych konfiguracji łożysk i dlaczego te różnice sprawiają, że są one odpowiednie do ich charakterystycznych zastosowań.
Seria 33 należy do rodziny łożysk kulkowych skośnych dwurzędowych, charakteryzujących się dwoma rzędami kulek rozmieszczonych symetrycznie w jednym zespole łożyskowym, z których każdy pracuje pod określonym kątem działania — 30 stopni dla serii 33 . Ten kąt działania jest większy niż kąt 15 stopni w przypadku standardowych łożysk kulkowych zwykłych, co oznacza, że każdy punkt styku kulki rozkłada przyłożoną siłę na większą składową osiową i mniejszą składową promieniową w porównaniu z łożyskiem o mniejszym kącie tego samego rozmiaru.
Praktyczną konsekwencją tej geometrii jest łożysko zoptymalizowane specjalnie do zastosowań, w których obciążenia osiowe są znaczne – albo jako obciążenia pierwotne, albo jako znaczące obciążenia wtórne wraz z obciążeniem promieniowym. Kąt zwilżania 30 stopni daje w przybliżeniu serię 33 Od 40 do 60% większa nośność osiowa na jednostkę nośności promieniowej w porównaniu z serią 32 (w której zastosowano kąt zwilżania 15 stopni), co czyni ją właściwym wyborem, gdy dominującym czynnikiem konstrukcyjnym są obciążenia wzdłużne. (Źródło: ISO 15:2017, Łożyska toczne — Łożyska promieniowe — Wymiary graniczne, Plan ogólny)
Wrzeciona obrabiarek stanowią jedno z najbardziej wymagających i najważniejszych w historii zastosowań łożysk kulkowych skośnych dwurzędowych, w tym serii 33. Centra obróbcze CNC, szlifierki, wytaczarki i tokarki wymagają łożysk wrzecion, które jednocześnie spełniają trzy sprzeczne wymagania: maksymalną sztywność (w celu zminimalizowania ugięcia narzędzia i utrzymania dokładności obróbki), wysoką prędkość obrotową i długą żywotność przy połączonych obciążeniach skrawających.
Podczas operacji obróbki narzędzie skrawające generuje siły, które mają składowe promieniowe i osiowe, których wielkość i kierunek zmieniają się w sposób ciągły wraz ze zmianą ścieżki narzędzia. Łożysko wrzeciona musi reagować na te połączone obciążenia, nie dopuszczając do odkształcenia końcówki narzędzia przekraczającego tolerancję obróbki — oznacza to w przypadku precyzyjnych operacji szlifowania sztywność promieniowa wrzeciona od 50 do 200 N/mikron jest wymagane w miejscu mocowania narzędzia. (Źródło: Podstawy projektowania obrabiarek, Klocke i Kuchle, Springer, 2011)
Geometria dwurzędowa łożysk serii 33 typu back-to-back tworzy szeroką efektywną rozpiętość podparcia w obrębie własnej długości osiowej łożyska, generując sztywność momentową, która przeciwdziała ugięciu wierzchołka narzędzia pod mimośrodowymi obciążeniami skrawającymi znacznie skuteczniej niż jednorzędowe alternatywy o równoważnym rozmiarze otworu. Łożyska precyzyjne serii 33 (klasy ISO P5 i P4) są stosowane na przednim (od strony roboczej) wrzecionu centrów obróbczych CNC i wrzecion szlifierskich, gdzie wymagania dotyczące dokładności są najważniejsze.
Przemysł motoryzacyjny jest jednym z największych konsumentów łożysk kulkowych skośnych dwurzędowych, a seria 33 jest przeznaczona w szczególności do kilku zastosowań w pojazdach, gdzie dominującym wymaganiem projektowym jest wysoka nośność osiowa.
W nowoczesnych zespołach łożysk piast kół pojazdów pasażerskich — konstrukcje generacji 1 i generacji 2 — zastosowano dwurzędowe łożyska kulkowe skośne jako serce konstrukcyjne zespołu piasty. Środowisko obciążenia na kole pojazdu to klasyczny złożony przypadek obciążenia: obciążenie promieniowe od ciężaru pojazdu działającego przez geometrię zawieszenia, obciążenie osiowe od sił na zakrętach i pochylenia drogi działające bocznie oraz obciążenie momentem od momentu hamowania i geometrii zawieszenia tworzącego moment wywracający na linii środkowej koła.
Kąt działania 30 stopni w serii 33 jest dobrze dostosowany do tego profilu obciążenia, ponieważ siły na zakrętach podczas dynamicznych manewrów jezdnych generują obciążenia osiowe, które mogą zbliżać się do 0,8 do 1,2 razy statyczne obciążenie promieniowe na kole zewnętrznym — wysoki stosunek osiowy do promieniowego, z którym seria 33 radzi sobie skuteczniej niż alternatywy o płytkim kącie. (Źródło: SAE International Journal of Passenger Cars — Mechanical Systems, Analiza obciążenia łożysk kół, tom 5, 2012)
Ręczne i automatyczne skrzynie biegów w pojazdach generują obciążenia na wale, które łączą siły promieniowe zazębienia przekładni z obciążeniami wzdłużnymi przekładni śrubowej w obu kierunkach osiowych, gdy skrzynia biegów przełącza się pomiędzy włączeniami biegu do przodu i do tyłu. Seria 33 zapewnia dwukierunkowe podparcie osiowe, wymagane przy tych położeniach wałów, zajmując jednocześnie bardziej zwartą przestrzeń osiową niż sparowane rozwiązania jednorzędowe – jest to ważna kwestia w przypadku kompaktowych konstrukcji mostu pędnego, w których przestrzeń jest poważnie ograniczona.
Wały silników układu kierowniczego ze wspomaganiem elektrycznym (EPS) i wały napędowe silników trakcyjnych pojazdów elektrycznych wymagają łożysk przenoszących połączone obciążenia promieniowe i osiowe pochodzące z przenoszenia siły za pomocą paska lub przekładni, przy jednoczesnym zachowaniu niskiego poziomu hałasu i wibracji przy prędkościach od bliskiego zera do 15 000 obr/min lub więcej w nowoczesnych architekturach pojazdów elektrycznych. Seria 33 w wykonaniu precyzyjnym zapewnia połączenie cichej pracy, połączonej nośności i fabrycznej dokładności napięcia wstępnego wymaganej w zastosowaniach charakteryzujących się dużą szybkością i niskim poziomem hałasu.
Pompy odśrodkowe i sprężarki rotacyjne stanowią naturalną domenę zastosowań Łożyska kulkowe skośne dwurzędowe serii 33 ponieważ dynamika płynów w tych maszynach generuje osiowe obciążenia wzdłużne, które muszą być przenoszone przez układ łożysk wału, obok obciążeń promieniowych wynikających z ciężaru wału i ciśnienia płynu na powierzchniach wirnika lub wirnika.
W jednostopniowej pompie odśrodkowej różnica ciśnień pomiędzy wlotem i wylotem wirnika wytwarza osiową hydrauliczną siłę ciągu, która działa w kierunku zbliżania się płynu do ucha wirnika. To obciążenie wzdłużne ma charakter ciągły podczas pracy i musi być w całości przenoszone przez układ łożysk wału pompy. W przypadku średnich pomp odśrodkowych do uzdatniania wody, przetwarzania chemicznego i zastosowań HVAC osiowa siła ciągu może reprezentować 20 do 60% obciążenia promieniowego od ciężaru wału i obciążeń bocznych pasa lub sprzęgła.
Łożysko serii 33 bezpośrednio uwzględnia ten profil obciążenia: jego 30-stopniowy kąt działania zapewnia wysoką nośność osiową hydraulicznego elementu oporowego, podczas gdy dwurzędowa konstrukcja zapewnia nośność promieniową w przypadku ciężaru wału i obciążeń pasa, a geometria typu back-to-back zapewnia wsparcie momentu dla obciążeń wspornikowych z wystających wirników. To połączenie sprawia, że seria 33 jest szczególnie przydatna w przypadku pomp odśrodkowych z wlotem końcowym stosowanych w procesach przemysłowych. (Źródło: Podręcznik pompy, Karassik, Messina, Cooper and Heald, McGraw-Hill, wydanie 4, 2008)
Sprężarki rotacyjne śrubowe i spiralne stosowane w chłodnictwie, klimatyzacji i przemysłowych zastosowaniach sprężonego powietrza wytwarzają siły osiowe na podstawie spiralnej geometrii wirników śrubowych lub na skutek różnicy ciśnień gazu na powierzchniach tarczy przewijania. Te obciążenia osiowe łączą się z obciążeniami promieniowymi od masy wirnika i siłami gazu prostopadłymi do osi wału. Seria 33 zapewnia łączną nośność wymaganą w kompaktowej obudowie promieniowej tych maszyn, gdzie dodanie oddzielnego łożyska oporowego znacznie zwiększyłoby rozmiar maszyny i koszt.
Przekładnie przemysłowe — w szczególności reduktory walcowe, stożkowe i ślimakowe — generują obciążenia wałów, które z natury są ze sobą powiązane. Geometria zazębienia przekładni śrubowych tworzy wektor siły wału składający się z trzech składowych: stycznej (obrotowej), promieniowej (oddzielającej) i osiowej (pchnięcie od kąta pochylenia linii śrubowej). Na wszystkie trzy elementy musi reagować układ łożyska wału, a składowa osiowa pochodząca z przekładni śrubowych może być znaczna – reprezentująca 30 do 70% siły stycznej w zależności od kąta pochylenia linii śrubowej. (Źródło: Shigley's Mechanical Engineering Design, Budynas i Nisbett, wydanie 10, McGraw-Hill, 2014)
Wał wyjściowy reduktora śrubowego przenosi najwyższy moment obrotowy, a tym samym największą siłę styczną w skrzyni biegów. Jednoczesny nacisk osiowy z zazębienia koła zębatego śrubowego sprawia, że takie położenie wału jest naturalnym zastosowaniem w serii 33. Pojedyncze łożysko dwurzędowe na wale wyjściowym zapewnia potrzebne łączne podparcie promieniowe i dwukierunkowe – równoważąc odwrócenie ciągu osiowego, gdy koło zębate obraca się w obu kierunkach podczas cykli hamowania lub cofania – w zwartej konstrukcji, której nie jest w stanie zapewnić łożysko jednorzędowe z oddzielną podkładką oporową.
Wały zębate przekładni stożkowej w przekładniach kątowych są szczególnie wymagającymi zastosowaniami łożyskowymi, ponieważ geometria zazębienia przekładni generuje duże osiowe siły oddzielające, które zmieniają kierunek wraz z odwróceniem obciążenia. Układ dwurzędowy typu back-to-back serii 33 jest specjalnie dostosowany do tego zastosowania, ponieważ jego symetryczna geometria reaguje na obciążenia osiowe jednakowo w obu kierunkach, bez konieczności regulacji pola napięcia wstępnego, gdy zmienia się kierunek obciążenia.
Napędy sterujące pochyleniem, napędy odchylenia i pomocnicze napędy generatorów w turbinach wiatrowych wykorzystują kompaktowe zespoły przekładni i silnika, a seria 33 zapewnia łączne wsparcie obciążenia i dwukierunkowego ciągu potrzebne w ograniczonej przestrzeni montażowej gondoli turbiny wiatrowej. W tych zastosowaniach korzystne są również uszczelnione i wypełnione smarem warianty serii 33, które zapewniają wydłużone okresy międzyobsługowe wymagane w przypadku komponentów montowanych na wysokościach od 80 do 120 metrów nad ziemią.
Silniki elektryczne w średnim i dużym zakresie mocy — zwłaszcza silniki napędzające wentylatory osiowe, przekładnie śrubowe lub urządzenia napędzane paskiem — wymagają łożysk, które wytrzymują połączone obciążenia promieniowe i osiowe na wałach. Seria 33 jest stosowana w silnikach po stronie nienapędowej (NDE), gdzie wymagane jest osiowe ustawienie wirnika, oraz po stronie napędowej (DE), gdzie obciążenia po stronie paska łączą się z ciągiem przenoszonym przez przekładnię lub sprzęgło.
Silniki obsługiwane przez napędy o zmiennej częstotliwości (VFD) mogą generować prąd na wale poprzez styki łożysk — dobrze udokumentowany mechanizm awarii, w którym prąd elektryczny przepływający przez strefę styku łożyska powoduje wżery i przedwczesne uszkodzenie. W izolowanych wariantach łożysk serii 33 pierścień zewnętrzny lub obudowa są pokryte elektrycznie izolującą ceramiką, aby zapobiec przepływowi prądu. Seria 33 w konfiguracji izolowanej jest standardowym wyborem dla powyższych silników napędzanych VFD Moc na wale 75 kW w pozycji NDE, zapobiegając uszkodzeniom łożysk wywołanym prądem wałowym, które jest główną przyczyną przedwczesnych awarii tego typu silników. (Źródło: transakcje IEEE dotyczące zastosowań przemysłowych, uszkodzenie łożysk silnika elektrycznego spowodowane prądami wałowymi, tom 37, wydanie 6, 2001)
Zastosowania w sprzęcie rolniczym i budowlanym narażają łożyska na obciążenia udarowe, zanieczyszczenia, duże wahania temperatur i wydłużone okresy między konserwacjami, co stanowi wyzwanie dla standardowych konstrukcji łożysk. Seria 33 w wersjach uszczelnionych i wzmocnionych jest stosowana na kilku kluczowych pozycjach w tej kategorii sprzętu.
Na drugim końcu spektrum zastosowań w porównaniu z ciężkimi maszynami przemysłowymi znajdują się: Łożyska kulkowe skośne dwurzędowe serii 33 w klasach precyzyjnych (klasy dokładności P5, P4 i P2 zgodnie z normą ISO 492) są stosowane w zastosowaniach, w których dokładność obrotowa, niskie wibracje i minimalne tarcie są głównymi kryteriami wyboru, a nie nośności.
Moduły osi obrotowych w systemach CMM wymagają łożysk z biciem poniżej 0,5 mikrona na powierzchni montażowej wrzeciona i bicie osiowe poniżej 0,3 mikrona aby zachować dokładność pomiaru na końcówce sondy. Precyzyjne łożyska serii P4 klasy 33 z fabrycznym napięciem wstępnym i doborem kulek o niskim poziomie hałasu spełniają te wymagania, zapewniając jednocześnie dwukierunkowe podparcie osiowe potrzebne, gdy oś obrotowa jest obciążana ze zmiennych kierunków styku sondy.
Stoły obrotowe w szlifierkach, maszynach EDM i wieloosiowych centrach obróbczych CNC wykorzystują precyzyjne łożyska serii 33, aby zapewnić połączenie dokładności pozycjonowania promieniowego i osiowego oraz sztywności momentowej wymaganej do dokładnego indeksowania przedmiotu obrabianego. Fabrycznie ustawione napięcie wstępne jednostki dwurzędowej eliminuje potrzebę resetowania napięcia wstępnego łożyska podczas zmiany położenia stołu obrotowego lub serwisowania, co jest praktyczną zaletą konserwacji w środowiskach produkcyjnych.
Przemysł przetwórstwa spożywczego nakłada wysokie wymagania na materiały łożysk i smarowanie – odporność na korozję, kompatybilność ze smarami dopuszczonymi do kontaktu z żywnością i odporność na czyszczenie przez zmywanie – jednocześnie wymagając tych samych łącznych charakterystyk nośności, które mają zastosowanie w ogólnych zastosowaniach przemysłowych. Warianty ze stali nierdzewnej i uszczelnione wersje serii 33 wypełnione smarem do kontaktu z żywnością są stosowane w:
| Obszar zastosowań | Konkretne zastosowanie | Wymagania dotyczące obciążenia klucza | Dlaczego seria 33 |
|---|---|---|---|
| Obrabiarki | Wrzeciona CNC, głowice szlifierskie, wytaczarki | Wysoka promieniowa sztywność z momentem osiowym | Kompaktowy, o dużej sztywności, fabryczne napięcie wstępne |
| Motoryzacja | Piasty kół, skrzynie biegów, silniki EPS | Kombinowany promieniowo wysokoosiowy (na zakrętach) | Wysoka wydajność osiowa, kompaktowa jednostka, brak regulacji pola |
| Pompy | Wały pomp odśrodkowych, wały sprężarek | Siła hydrauliczna promieniowa od ciężaru/sprzęgła | Kąt 30 stopni zapewnia wysoki stosunek osiowy do promieniowego |
| Przekładnie przemysłowe | Wały przekładni zębatej walcowej, wały zębate stożkowe | Dwukierunkowe osiowe siły zazębienia przekładni promieniowej | Dwukierunkowe osiowe w jednym urządzeniu, kompaktowe |
| Silniki elektryczne | Silniki VFD, wały generatorów | Promieniowo osiowy z paska lub przekładni; ryzyko prądu wałowego | Warianty izolowane zapobiegają uszkodzeniom prądu wału |
| Sprzęt rolniczy | Bębny młócące, wały przegubowo-teleskopowe, sadzarki | Uderzenie promieniowe osiowe w zanieczyszczonym środowisku | Uszczelnione, dwurzędowe, przystosowane do obciążeń udarowych |
| Precyzyjne instrumenty | Osie obrotowe CMM, precyzyjne stoły obrotowe | Łączna nośność z biciem submikronowym | Fabryczne napięcie wstępne klasy P4/P5, niskie bicie |
| Przetwarzanie żywności | Mieszalniki, przenośniki, maszyny pakujące | Łączne obciążenie w środowisku korozyjnym i zmywalnym | Dostępne są wersje uszczelnione ze stali nierdzewnej i przeznaczone do kontaktu z żywnością |
Szeroki zakres zastosowań Łożyska kulkowe skośne dwurzędowe serii 33 oznacza, że szczegóły specyfikacji są równie ważne jak samo oznaczenie serii. Wybierając dla konkretnego zastosowania, potwierdź następujące parametry:
The Łożyska kulkowe skośne dwurzędowe serii CNCJ 33 są produkowane zgodnie z normami wymiarowymi i tolerancjami ISO w pełnym zakresie rozmiarów otworów i klas precyzji wymaganych do zastosowań opisanych w tym artykule. Asortyment produktów obejmuje standardowy gatunek P0 do zastosowań przemysłowych aż do gatunku precyzyjnego P4 do zastosowań w obrabiarkach i oprzyrządowaniu, z konfiguracjami uszczelnionymi i otwartymi, wieloma opcjami luzu oraz wsparciem inżynieryjnym w zakresie zastosowań w celu obliczenia obciążenia i trwałości.