Un constructor de routere tip portal care rulează un șurub cu bile de 1,2 m lungime și 40 mm la 2.500 rpm a sunat după șase săptămâni de producție în două schimburi. Jocul pe axa X s-a strecurat de la 0,008 mm la 0,035 mm, iar carcasa lagărului de la capătul de tracțiune mergea cu aproximativ 8 grade C deasupra cadrului mașinii. Nimic nu se stricase. Oțelul se extinde cu aproximativ 0,0115 mm pe metru pe grad C, astfel încât șurubul creștea cu aproximativ 0,1 mm între o dimineață rece de luni și o după-amiază caldă de vineri și, deoarece ambele capete au fost prinse cu lagăre amplasate axial, toată această creștere a trebuit să fie absorbită undeva.
Lecția este aceeași care apare în majoritatea întrebărilor referitoare la rulmenți cu șurub cu bile: rulmentul este ultima decizie, nu prima. Decideți cum va fi amplasat axial șurubul, de câtă preîncărcare are nevoie perechea de tracțiune și cum va putea pluti capătul liber. Apoi alegeți numerele de piesă.
Ce trebuie să facă de fapt fiecare capăt al șurubului
Răspunsul scurt: un capăt fixează șurubul axial și poartă împingerea, celălalt capăt îl susține radial și îl lasă să se miște. Un set de rulmenți de susținere nu sunt doi rulmenți identici aleși pentru comoditate, este o pereche de componente cu sarcini diferite, iar modelele de defecțiuni sunt și ele diferite.
Funcții de capăt fixe și plutitoare pe o axă tipică cu șurub cu bile, cu simptomele unei alegeri nepotrivite. | Poziție | Datorie primară | Alegerea tipică a rulmenților | Ce merge prost dacă nu se potrivește |
| Capăt fix (împingere). | Localizează șurubul axial, poartă forța de tăiere și accelerare, stabilește preîncărcarea | Pereche de contacte unghiulare potrivite, spate în spate sau o unitate de contact unghiulară cu două rânduri | Joc axial care crește odată cu sarcina, carcase fierbinți, fretting pe umărul arborelui |
| Capăt plutitor (suport). | Suportă numai sarcină radială, permite dilatarea și contracția termică | Rulment adânc cu bile, cu inelul exterior liber să alunece în carcasă | Șurub înclinat, curse brinate, pereche de forță supraîncărcată pe măsură ce șurubul se încălzește |
| Capăt motor sau cutie de viteze | Transferă cuplul, absoarbe nealinierea cuplajului | Rulment radial dimensionat numai pentru sarcina proprie | Forțele de cuplare împinse în rulmenții de susținere, vibrații în viteză |
O verificare rapidă pentru orice design nou: măsurați distanța dintre cele două locuri de rulment în milimetri, împărțiți cu 1000, înmulțiți cu creșterea așteptată a temperaturii în grade C și înmulțiți cu 11,5. Rezultatul, exprimat în microni, este cursa axială pe care capătul plutitor trebuie să o poată absorbi. Pe un șurub de 2 m cu o creștere de 5 grade care este deja în jur de 115 microni, ceea ce este mult mai mult decât poate înghiți orice preîncărcare.
Alegerea perechii cu capăt fix
Trei aranjamente acoperă majoritatea lucrărilor de mașini-unelte și automatizări, iar alegerea se reduce de obicei la viteză, rigiditate și cât spațiu axial poate economisi carcasa.
- Pereche de contacte unghiulare spate în spate (DB): cea mai mare răspândire a sarcinii între cele două puncte de contact, rezistență bună la momentele de încovoiere și alegerea standard pentru capete de împingere a șuruburilor.
- Pereche față în față (DF): tolerează puțin mai multă dezaliniere, dar are o distribuție mai îngustă a sarcinii, astfel încât se flexează mai mult sub sarcina momentului.
- Pereche tandem (DT): ambii rulmenți împărtășesc tracțiunea într-o singură direcție, utilizată numai atunci când tracțiunea este grea și unidirecțională și o a doua pereche închide bucla în altă parte.
Rulmenții de susținere a șuruburilor cu bile sunt de obicei construite cu un unghi de contact de 60 de grade, deoarece prioritatea este rigiditatea axială, mai degrabă decât capacitatea radială. Perechile potrivite universal sunt furnizate cu o preîncărcare definită deja împămânțată, așa că perechea trebuie montată ca un set și niciodată amestecată cu o altă pereche dintr-o cutie diferită. Dacă designul necesită o singură unitate compactă în loc de două inele separate, un rulment de contact unghiular cu două rânduri face aceeași sarcină de localizare într-un singur loc de carcasă și preia sarcina combinată radială și de tracțiune; noastre
Rulmenți cu bile cu contact unghiular cu două rânduri, seriile 52 și 53 O alternativă compactă cu o singură carcasă pentru localizare combinată radială și axială, cu opțiuni de etanșare și lubrifiere pentru mașini-unelte, energie eoliană, butuc și pompe. Vizualizare produs → pagina listează dimensiunile de serie 52 și 53 utilizate în acest rol. Compensația este că preîncărcarea este fixată la fabricație, astfel încât rigiditatea axială nu poate fi reglată ulterior.
Preîncărcare: Unde încep cele mai multe probleme cu rulmenții de suport
Preîncărcarea îndepărtează jocul intern și face ca poziția șurubului să fie repetabilă, dar este o fereastră îngustă. Ca punct de pornire de lucru, preîncărcarea ușoară este de aproximativ 1 până la 2% din capacitatea de încărcare dinamică a perechii și preîncărcarea medie de aproximativ 3%; orice altceva dincolo de aceasta crește de obicei temperatura de rulare mai repede decât crește rigiditatea. Testul practic este simplu: după o rodare de 30 de minute, temperatura carcasei ar trebui să se stabilizeze, nu să continue să urce, iar jocul axial măsurat cu un indicator cadran la capătul șurubului ar trebui să fie zero cu o revenire repetabilă la poziție.
Două greșeli domină. În primul rând, folosind o piuliță de blocare pentru a adăuga preîncărcare care ar fi trebuit să fie măcinată în pereche, care zdrobește inelele interioare și produce un rulment care este rigid când este rece și prins când este cald. În al doilea rând, aplicarea unei preîncărcări grele unui șurub care nu are capăt plutitor, ceea ce transformă creșterea termică într-o sarcină de tracțiune de câteva sute de newtoni. Raționamentul din spatele benzilor de toleranță și al valorilor cuplului este prezentat mai detaliat în nota noastră despre selectarea preîncărcării pentru rulmenții din seriile 52 și 53 , și aceeași logică se aplică perechilor de contacte unghiulare potrivite.
Capătul plutitor merită un rol real
Capătul plutitor este adesea tratat ca o idee ulterioară și de aici provin eșecurile liniștite. Trebuie să suporte sarcina radială a șurubului plus greutatea piuliței și a căruciorului, să mențină șurubul concentric cu capătul de împingere și să alunece în continuare axial fără a-și zgâria locașul. Răspunsul obișnuit este un rulment adânc cu bile cu o potrivire de localizare pe arbore și o potrivire de alunecare în carcasă, cu inelul exterior liber să se miște cu 0,3 până la 0,5 mm în fiecare direcție și nimic nu îl fixează în orificiu.
Două detalii contează mai mult decât pagina de catalog. Alezajul carcasei trebuie să fie rotund și suficient de neted încât inelul exterior să alunece mai degrabă decât să se încline, iar rulmentul nu trebuie să fie de tip preîncărcat, deoarece orice constrângere axială la acest capăt înfrânge întregul aranjament. Standard
Rulmenți adânci cu bile din seriile 42 și 43 Pentru scaunele de localizare nepreîncărcate, această categorie acoperă rulmenții cu bile adânci din seriile 42 și 43 cu dimensiuni standard și opțiuni de degajare pentru carcasele calde. Vizualizare produs → dimensiunile acoperă majoritatea scaunelor de sprijin, iar un spațiu liber C3 este adesea o alegere sensibilă în cazul în care carcasa se încălzește mai repede decât arborele.
Când atelierul este praf sau umed
Carcasele mașinilor nu sunt camere curate. Praful de fontă, ceața de lichid de răcire și apa de spălare își găsesc toate drumul într-o carcasă de susținere, iar un rulment deschis care supraviețuiește pe bancul de testare poate eșua în decurs de un sezon la atelier. Variantele etanșate și ecranate ale acelorași familii de rulmenți rezolvă cele mai multe dintre acestea fără a schimba învelișul carcasei, iar o etanșare de contact 2RS este o alegere mai bună decât un scut ZZ, oriunde este prezent lichid de răcire, deoarece un scut îndepărtează doar resturile, mai degrabă decât etanșează. Al nostru
Rulmenți cu contact unghiular cu două rânduri, seriile 32 și 33 Unități cu două rânduri sigilate sau ecranate pentru carcase de susținere murdare, combinând capacitatea de încărcare radială și axială cu unghi de contact de 30 de grade și localizare compactă. Vizualizare produs → raza este utilizată acolo unde o unitate de localizare compactă trebuie să supraviețuiască și în condiții murdare, iar Seriile 30 si 38 cu inchideri 2RS sau ZZ oferă aceeași funcție de localizare axială într-o lățime mai îngustă pentru carcase strânse.
Secvență de montare care previne eșecul timpuriu
Cele mai multe plângeri de suport care ajung la un producător sunt mai degrabă probleme de asamblare decât probleme de fabricație. Secvența de mai jos este cea pe care o recomandăm pentru o pereche potrivită la capătul de tracțiune.
- Curățați scaunul arborelui, alezajul carcasei și fețele distanțierului, apoi verificați curățarea umărului cu un comparator; 0,002 până la 0,005 mm total este o țintă rezonabilă pentru o axă de precizie.
- Verificați paralelismul distanțierului pe o placă de suprafață. Un distanțier care este de 0,01 mm din paralel înclină inelul exterior și adaugă în liniște câteva sute de newtoni de preîncărcare neuniformă.
- Montați perechea în ordinea marcată, păstrând marcajele de potrivire aliniate exact așa cum sunt furnizate; inversarea unui inel modifică preîncărcarea și linia de sarcină.
- Ungeți ușor filetul piuliței de blocare înainte de strângere, astfel încât cuplul aplicat să se transforme în forță de strângere în loc de frecare în fire uscate, apoi strângeți în doi sau trei pași la valoarea specificată.
- Măsurați mișcarea axială cu un indicator cadran pe capătul șurubului în timp ce împingeți și trageți cu mâna, apoi repetați cu o pârghie la sarcină moderată pentru a confirma că citirea nu crește.
- Intră cu viteză crescândă, urmărind temperatura carcasei; o citire stabilă după 30 până la 60 de minute este criteriul de trecere, o urcare continuă nu este.
Puncte de confirmat înainte de prima tăiere
- Doar un capăt este situat axial. Două capete localizate este cea mai comună cauză a defecțiunii premature a rulmentului de tracțiune.
- Preîncărcarea se potrivește sarcinii: ușoară pentru viteză mare și durată lungă de viață, medie pentru tăiere grea și rigiditate, niciodată „atât de strâns pe cât va merge”.
- Cantitatea de lubrifiere este măsurată, nu ghicită. Ungerea excesivă a unui lagăr suport mic se învârte și se supraîncălzește la fel de repede ca fără grăsime.
- Alinierea cuplajului este verificată după prinderea rulmenților, nu înainte.
O scurtă listă de verificare pentru achiziții
Când este specificat un rulment de sprijin, cererea are nevoie de mai mult decât un orificiu și un diametru exterior. Cumpărătorii care furnizează următoarele primesc o cotație utilizabilă prima dată:
Informații care modifică rulmentul oferit pentru o poziție de sprijin pentru șurub cu bile. | Articol | De ce schimba piesa |
| Impingerea axială cu factor de siguranță | Stabilește dacă o pereche potrivită sau o unitate cu un singur rând dublu este adecvată |
| Rigiditate axială necesară | Decide clasa de preîncărcare și unghiul de contact |
| Viteza maximă și ciclu de lucru | Tipul de cușcă, lubrifierea și alegerea etanșării |
| Clasa de precizie și limita de curgere | Separă o pereche standard de precizie de un set de clasă P4 |
| Mediul | Deschis, ecranat sau etanșat la contact; tipul de grăsime și cantitatea de umplere |
| Dimensiunile carcasei | Exclude aranjamentele care fizic nu se potrivesc cu scaunul |
Solicitați ca perechea să fie furnizată ca un set asortat cu preîncărcarea marcată pe ambalaj și păstrați acel set împreună prin intrarea mărfurilor, depozitare și asamblare. Perechile mixte sunt cel mai silențios mod de a pierde rigiditatea pentru care a fost plătită.
Rulmenții de susținere pe un șurub cu bile sunt o mică parte a mașinii și o mare parte a repetabilității sale. Obțineți aranjamentul corect, un capăt localizat și unul liber, acordați perechii de tracțiune o preîncărcare cu care poate trăi și mențineți capătul plutitor cu adevărat liber. Rulmenții înșiși sunt rareori veriga slabă; deciziile din jurul lor sunt de obicei.
