Rulmenți adânci cu bile sunt un tip de rulment de rulare utilizat pe scară largă în diverse echipamente mecanice. Datorită structurii lor simple, performanțelor stabile și aplicării largi, aceștia au devenit cel mai comun tip de rulmenți în multe industrii. Designul lor permite nu numai rulmenților cu bile cu caneluri adânci să reziste la sarcini radiale, ci și la anumite sarcini axiale. În plus, rulmenții adânci cu bile au obținut o frecare scăzută și o eficiență ridicată printr-o proiectare atentă și sunt utilizați pe scară largă în automobile, scule electrice, aparate electrocasnice și alte echipamente de înaltă precizie. Acest articol va explora modul în care rulmenții adânci cu bile ating o frecare scăzută și o eficiență ridicată prin proiectare.
1. Element de rulare de precizie și design al căii de rulare
Miezul rulmenților adânci cu bile sunt elementele sale de rulare - bile de oțel și canalele interioare și exterioare. Pentru a obține o frecare scăzută, designul rulmentului trebuie să asigure că contactul dintre elementele de rulare și canalele de rulare minimizează frecarea. Acest lucru se realizează prin următoarele elemente de proiectare:
Suprafață netedă a căii de rulare: pentru a reduce frecarea, suprafețele interioare și exterioare ale căilor de rulare ale rulmenților cu bile adânci sunt de obicei prelucrate cu precizie și lustruite pentru a se asigura că suprafețele lor sunt netede și impecabile. Căile de rulare de înaltă precizie pot reduce rezistența de contact dintre elementele de rulare și căile de rulare, reducând astfel în mod semnificativ frecarea.
Precizia bilei: Bilele de oțel ale rulmenților adânci cu bile trebuie să aibă o rotunjime și o netezime foarte ridicate pentru a asigura un contact mai uniform în timpul rulării și pentru a reduce frecarea cauzată de contactul local. Bilele de oțel de înaltă precizie nu numai că reduc frecarea, ci și îmbunătățesc durata de viață și fiabilitatea rulmenților.
Unghi de contact rezonabil de rulare: Elementele de rulare ale rulmenților adânci cu bile sunt distribuite la un anumit unghi între inelele interior și exterior. Acest design poate ajuta la reducerea frecării și la creșterea capacității de încărcare a rulmentului. Prin optimizarea designului unghiului, rulmentul poate menține frecare scăzută și poate îmbunătăți eficiența la sarcina rulmentului.
2. Tehnologie de lubrifiere de înaltă calitate
Ungerea este unul dintre factorii cheie care afectează frecarea și eficiența rulmenților adânci cu bile. Lubrifianții adecvați pot reduce semnificativ coeficientul de frecare al rulmenților, îmbunătățind astfel eficiența și prelungind durata de viață. Proiectarea rulmenților adânci cu bile include de obicei următoarele considerații privind lubrifierea:
Selectarea grăsimii sau lubrifiantului: Unsoarea sau lubrifiantul de înaltă calitate pot reduce efectiv frecarea directă între suprafețele metalice, reduce uzura metalului și supraîncălzirea. În condiții de viteză mică sau de încărcare mare, grăsimea are o aderență mai bună și poate încetini eficient uzura. În aplicațiile de mare viteză, lubrifianții sunt mai propice pentru reducerea frecării și acumulării de căldură.
Design închis sau izolat: Rulmenții moderni cu bile adânci adoptă de obicei un design etanș pentru a preveni pătrunderea prafului, umidității și impurităților în rulment și pentru a menține stabilitatea pe termen lung a grăsimii. Inelul de etanșare nu numai că previne pătrunderea contaminanților externi, dar și menține eficient lubrifiantul în interiorul rulmentului, reducând frecarea și uzura și îmbunătățind eficiența de funcționare.
Design auto-lubrifiant: Unii rulmenți cu bile adânci de înaltă calitate folosesc materiale auto-lubrifiante, cum ar fi lubrifierea cu grafit, lubrifierea ceramică etc. Acest design reduce dependența de lubrifierea externă, reduce coeficientul de frecare și poate menține o eficiență ridicată de lucru în medii dure.
3. Design precis al inelului interior și exterior
Designul inelului interior și exterior al rulmenților cu bile adânci are, de asemenea, o influență importantă asupra frecării și eficienței. Geometria și toleranțele rezonabile pot asigura că elementele de rulare se rotesc fără probleme în rulment și reduc la minimum frecarea.
Selecția materialului inelelor interioare și exterioare: Materialele pentru rulmenți de înaltă calitate, cum ar fi oțelul cromat cu conținut ridicat de carbon sau oțelul inoxidabil, au o bună rezistență la uzură și la coroziune. Aceste materiale pot reduce efectiv frecarea și pot îmbunătăți eficiența de funcționare și durata de viață a rulmenților.
Controlul toleranței inelelor interioare și exterioare: Controlul de precizie a toleranței este o metodă importantă de proiectare pentru a asigura frecare scăzută a rulmenților cu bile adânci. Dacă potrivirea dintre inelele interioare și exterioare este prea slăbită, spațiul va crește și frecarea va crește; în timp ce dacă potrivirea este prea strânsă, frecarea va fi prea mare. Prin urmare, controlul strict al toleranței face ca potrivirea dintre inelele interioare și exterioare să fie mai precisă, reduce frecarea inutilă și îmbunătățește eficiența de funcționare.
4. Optimizarea numărului și dimensiunilor elementelor de rulare
Numărul și dimensiunea elementelor de rulare din rulmenții adânci cu bile afectează direct frecarea și eficiența. Designul rulmenților optimizează de obicei numărul și dimensiunea elementelor de rulare în funcție de sarcina reală și cerințele de aplicare pentru a îmbunătăți eficiența.
Numărul de elemente de rulare: Creșterea numărului de elemente de rulare poate împărți mai multe sarcini și poate reduce presiunea pe fiecare element de rulare, reducând astfel frecarea. Cu toate acestea, prea multe elemente de rulare pot face ca rulmentul să fie prea dens și să crească frecarea, astfel încât selecția rezonabilă a numărului de elemente de rulare este cheia pentru asigurarea unei frecări scăzute.
Dimensiunea elementului de rulare: Elementele de rulare mai mici înseamnă de obicei frecare mai mică și viteză mai mare. Prin proiectarea cu precizie a elementelor de rulare de diferite dimensiuni, este posibil să se îmbunătățească eficiența, asigurând în același timp că rulmentul poate suporta suficientă sarcină.
5. Managementul termic al rulmenților
Rulmenții adânci cu bile generează o anumită cantitate de căldură în timpul funcționării, iar acumularea de căldură va crește frecarea și va reduce eficiența. Prin urmare, designul rulmentului ia în considerare de obicei dispersia și disiparea căldurii.
Proiectare de compensare a dilatației termice: în proiectarea rulmentului, trebuie luat în considerare coeficientul de dilatare termică al materialului pentru a se asigura că rulmentul poate menține dimensiunile precise și potrivirea bună în condiții de temperatură ridicată pentru a evita frecarea crescută cauzată de dilatarea termică.
Materiale conductoare termic: în medii de operare cu sarcină mare și viteză mare, rulmenții folosesc adesea materiale cu conductivitate termică bună pentru a ajuta la disiparea căldurii și pentru a reduce frecarea crescută și eficiența redusă cauzată de supraîncălzire.
