Szögletes golyóscsapágyak: tervezés, terhelési szögek és kiválasztási útmutató

A szögletes golyóscsapágyak – pontosabban szögérintkezős golyóscsapágyak – az első választás, ha egy forgó tengelynek egyszerre kell ellenállnia a radiális és axiális erőknek. Meghatározó jellemzőjük a golyók és a futópályák közötti tervezett érintkezési szög, általában 15°, 25°, 30° vagy 40°, ami lehetővé teszi, hogy a csapágyak terhelése a tengely tengelye mentén, nem csak azon keresztül haladjon át. Nagy fordulatszámú orsók, sebességváltó tengelyek, szivattyúk és bármilyen kombinált terhelést hordozó rotor esetén ez a csapágytípus olyan axiális kapacitást és merevséget kínál, amelyhez egy szabványos mélyhornyú golyóscsapágy egyszerűen nem fér hozzá.

Mik azok a szögletes golyóscsapágyak?

A szögérintkező golyóscsapágyak precíziós gördülőcsapágyak, amelyeket úgy terveztek, hogy kombinált radiális és axiális terheléseket hordozzanak a golyók és a futópályák közötti meghatározott érintkezési szögben.

A gyártók a belső és a külső gyűrűs futópályákat úgy köszörülik, hogy az egyik váll magasabb, mint a másik, így a golyók ferde vonal mentén érintik a gyűrűket, nem pedig a sugárirányú síkon keresztül. Ez a dőlés – általában 15°, 25°, 30° vagy 40° – az, ami a csapágy sugárirányú kapacitásának egy részét axiális kapacitássá alakítja.

• 15°-os érintkezési szög: legnagyobb fordulatszám, közepes axiális kapacitás, jellemző a szerszámgépek orsóira.
• 25°-os érintkezési szög: kiegyensúlyozott sebesség és tolóerő, általános általános célú választás.
• 30°-os érintkezési szög: nagyobb axiális kapacitás, gyakran használják szivattyúkban és kompresszorokban.
• 40°-os érintkezési szög: maximális axiális terhelhetőség, nagy teherbírású tengelyekhez mérsékelt fordulatszámon.

7-es sorozatú szögletes érintkezőcsapágyak a Kangtian csapágyból Ezek a szögletes érintkezőcsapágyak ferde futópályákat használnak az axiális terhelések egyirányú kezelésére, ami páros vagy kétsoros beállítást igényel. A beszállító nagy volumenű gyártást és ISO-tanúsítványt kínál, ami relevánssá teszi az axiális terhelésű megoldások összehasonlítását. Termék megtekintése →

Mivel egy sor csak egy irányban képes ellenállni az axiális terhelésnek, a váltakozó tolóerőhöz egy illesztett pár vagy kétsoros kialakítás szükséges. Ez alapvető különbség a mélyhornyú csapágyakhoz képest, amely egy kompakt egységen belül mindkét irányban könnyű tolóerőt fogad el.

Szögletes érintkező kontra mélyhornyú golyóscsapágyak

A mélyhornyú golyóscsapágyak és a szögérintkező golyóscsapágyak alapvetően különböznek az axiális terhelések kezelésében, és ez a különbség határozza meg, hogy melyik típusra van szüksége az alkalmazásnak.

A mélyhornyú csapágy egyszerű, csendes és gazdaságos. Mérsékelt axiális terhelést – a kihasználatlan radiális kapacitás nagyjából felét – képes felvenni a futópálya hornyainak mélysége miatt. De ahogy az axiális erő növekszik, a golyók oldalra nyomódnak a horony vállához, túlterhelik az érintkezési ellipszist, és hőt, kopást és zajt generálnak. A szögérintkezős csapágy ezt elkerüli azáltal, hogy a terhelést egy tervezett ferde pályán irányítja. Az alábbi táblázat összehasonlítja mindkét típust azonos furatméretű és sorozatú csapágyakhoz.

A gyakorlati szabály egyszerű: ha a terhelés nagy része radiális, és az axiális terhelés kicsi, alkalmi vagy időszakos, maradjon mélyhornyú golyóscsapágynál. Ha az axiális terhelés folyamatos, nagy, vagy nagy fordulatszámmal és merevségre van szükség, a szögérintkezős csapágy a megfelelő fejlesztés.

Mélyhornyú golyóscsapágys for Light Axial Loads Ennek a gyártónak a mélyhornyú golyóscsapágyai olyan alkalmazásokhoz illeszkednek, ahol kicsi vagy szakaszos axiális terhelés, amint azt az összehasonlításban tárgyaltuk. A gyártás többféle tömítéstípust és -anyagot tartalmaz, így megbízható tartalék a kombinált terhelésű forgatókönyvekhez. Termék megtekintése →

Annak megértéséhez, hogy milyen messzire tolhat el egy mélyhornyú csapágyat, mielőtt az lesz a gyenge pont, olvassa el mérnöki megjegyzésünket mélyhornyú golyóscsapágyak kombinált radiális és axiális terhelés mellett részletesen ismerteti a terhelési határokat.

Egysoros, kétsoros és rögzítési elrendezések

Mivel az egysoros szögérintkezős csapágy csak egy irányban ellenáll az axiális terhelésnek, a szerelési elrendezés nem részlet, hanem maga a kialakítás.

Egymás közötti elrendezés (DB)

Két csapágy van felszerelve úgy, hogy terhelési vonalaik egymástól távolodjanak. Ez hozza létre a legszélesebb effektív terhelési középpontot és a legnagyobb nyomatékmerevséget, így a DB a szerszámgépek orsóinak és precíziós forgóasztalainak előnyben részesített elrendezése.

Szemtől szembeni elrendezés (DF)

A terhelési vonalak egymás felé mutatnak. Ez a kompakt elrendezés elviseli az enyhe eltolódást, és gyakran használják szűk hely esetén, bár nyomatéki merevsége kisebb, mint a DB.

Tandem elrendezés (DT)

Mindkét csapágy azonos irányú axiális terhelésnek ellenáll. A tandem szerelést akkor alkalmazzák, ha az egyirányú tolóerő rendkívül nagy, és két csapágynak meg kell osztania a terhelést, például nagy csavarkerekes hajtóművekben és nagynyomású szivattyúkban.

Előtöltés

Előtöltés is the deliberate insertion of internal load to remove clearance and raise stiffness. Light preload suits high-speed running; heavy preload increases rigidity but also raises friction and temperature. The correct preload class should always be chosen with the manufacturer's data, not by trial.

A szögérintkezős csapágyak tipikus alkalmazásai

A szögletes érintkezőcsapágyak minden olyan gépet megmozgatnak, amelynek egyszerre van szüksége sebességre, tolóerőre és merevségre, a precíziós orsóktól a járműkerékagyakig.

• Szerszámgépek orsói, ahol a merevség és a pontosság kritikus 10 000-40 000 ford./percnél.
• Nagy sebességű villanymotorok és EV vontatómotorok tengelyei.
• Nagy járókerék tolóerőnek kitett centrifugálszivattyúk és kompresszor rotorok.
• Sebességváltó tengelyek és bolygókerekes hajtóművek, gyakran tandem párokba rendezve.
• Ipari robotcsuklók és forgóasztalok, amelyek nulla holtjátékot és nagy merevséget igényelnek.
• Gépjármű kerékagyak, jellemzően két egymás felé néző ferde csapággyal.
• Centrifugák, textil orsók és nyomdagépek hosszú folyamatos üzemidővel.

A lista nem teljes. Bármely forgó egységnek, amelynek meghatározott tengelyirányú terhelést kell viselnie, miközben sebességgel fut, előnyös a szögletes érintkező kialakítás.

Hogyan válasszuk ki a jobb oldali érintkező golyóscsapágyat

A csapágyválasztás egy hat lépésből álló folyamat, amely a tényleges terhelési spektrummal kezdődik, mivel minden további döntés a radiális és az axiális erő arányától függ.

1. Számítsa ki az egyenértékű dinamikus terhelést! Kombinálja a radiális és axiális erőket a csapágy X és Y tényezőivel, majd hasonlítsa össze az eredményt a szükséges L10 élettartammal üzemórákban.
2. Rögzítse az érintkezési szöget. Válasszon 15°-ot vagy 25°-ot, ha a sebesség az elsődleges; válasszon 30°-ot vagy 40°-ot, ha a tolóerő dominál.
3. Döntse el, hogy egysoros, duplasoros vagy párosított. A kétirányú tolóerő és az orsó merevsége általában egy illesztett párra mutat.
4. Válassza ki a pontossági fokozatot. Az általános gépek normál tűréshatárt (ABEC-1/P0) használhatnak, míg az orsóknak és a robotoknak P5-re vagy jobbra van szükségük a szabályozott kifutáshoz.
5. Válassza ki a ketrec anyagát. A megmunkált sárgaréz vagy fenolos ketrecek gyorsabban futnak; Az acél és poliamid ketrecek gazdaságosak a szokásos ipari feladatokhoz.
6. Határozza meg a kenést és a tömítést. A zsír megfelel a legtöbb alkalmazásnak; olajkeringtetés vagy olaj-levegő kenés szükséges a zsírozható sebességhatár felett.

Ha a terhelésszámítás azt mutatja, hogy az axiális erő kicsi és ritka, akkor a 6200-as sorozatú mélyhornyú csapágy gyakran alacsonyabb költséggel elégíti ki a feladatot. Ebben az esetben az egyszerű mélyhornyos kialakítás marad a praktikus lehetőség.

62-es sorozatú mélyhornyú golyóscsapágyak rugalmas opciókkal A 62-es sorozat költséghatékony választást kínál, ha csekély axiális erő, amint azt az előző szövegben megjegyeztük. Különféle tömítésekkel, hézagokkal és precíziós fokozatokkal ezek a csapágyak sokféle iparágat szolgálnak ki, és az Ön terhelési követelményeihez igazíthatók. Termék megtekintése →

A mérettáblázatokról, az illesztési tűrésekről és az ellenőrzési útmutatásokról keresse fel oldalunkat műszaki adattár a rajz véglegesítése előtt.

Gyakran Ismételt Kérdések

A ferde golyóscsapágyak képesek kezelni a radiális terhelést?

Igen. Minden szögérintkező golyóscsapágy sugárirányú terhelést bír, radiális kapacitása az érintkezési szögtől és a golyó komplementerétől függ. A 7000-es sorozatú egysoros csapágy nagy radiális alkatrészt kezel, miközben a terhelés egy részét axiálisan hordozza; ezért helyettesíti a mélyhornyú csapágyakat a nagy merevségű orsókban.

Mi a különbség a szögérintkező és a mélyhornyú golyóscsapágy között?

A versenypálya geometriája. A mélyhornyú csapágy szimmetrikus hornyokkal és névleges 0°-os érintkezési szöggel rendelkezik, így mindkét irányban szerény tolóerőt biztosít. A szögletes érintkezőcsapágy ferde érintkezési szöggel rendelkezik, amely növeli az axiális kapacitást egy irányban, és javítja a merevséget, annak az árán, hogy a kétirányú tolóerőhöz páros rögzítést igényel.

Miért kell a szögérintkezős csapágyakat párban használni?

Mert egy sor csak egy tengelyirányban tud visszanyomni. Ellentétes csapágy nélkül a tengely szabadon mozog fordított tolóerő hatására. Két csapágy egymás melletti, egymás melletti vagy tandem felszerelése lefedi azt az irányt, előfeszítést hoz létre, és drámaian megnöveli a tengelyrendszer merevségét.

Milyen érintkezési szöget válasszak nagy sebességű működéshez?

15°-os vagy 20°-os szögben. A kisebb szögek kisebb axiális előfeszítő erőt generálnak, és csökkentik a forgási súrlódást a fordulatszámon, alacsonyabb hőmérsékleten és teljesítményveszteségen tartva. Ha nagy sebességre és jelentős tolóerőre is szüksége van, fontolja meg a hibrid párost vagy az olaj-levegő kenőrendszert.

Egy mélyhornyú golyóscsapágy helyettesítheti a szögérintkező csapágyat?

Gyakran nem. Kis terhelésű, kis axiális erővel és mérsékelt fordulatszámú tengelyeknél jól működik a mélyhornyú csapágy. De a nagyobb tolóerő, a jobb orsópontosság, a kisebb elhajlás és a stabil, nagy sebességű futás érdekében a szögletes érintkezőcsapágy a tervezett megoldás. A terhelések és fordulatszámok újraszámítása nélküli utólagos felszerelés általában lerövidíti a csapágyak élettartamát.

A szögletes golyóscsapágyak a radiális terhelés, az axiális terhelés, a sebesség és a merevség kombinációját oldják meg, amelyet egyetlen más gördülőcsapágy sem kezel olyan hatékonyan egysoros formátumban. Kezdje a gép valós terhelési spektrumából, tudatosan válassza ki az érintkezési szöget és elrendezést, és adja meg a megfelelő előterhelést, ha a pontosság számít. Dolgozzon át ezeken a paramétereken, és a szögletes érintkezőcsapágy kiszámítható, hosszú élettartamot biztosít még az igényes alkalmazásokban is.