Конични ролкови лагери за комбинирани радиални и аксиални натоварвания: кога да ги зададете и как да изберете двойката, преднатягането и настройката

Първо отпаднете чисто радиалните и топковите лагери

Първото разделяне е посоката на натоварването, не неговият размер. Коничните ролки работят по конични пътни канавки в линеен контакт, и именно тази геометрия им позволява да поемат радиално и аксиално натоварване едновременно — аксиалната съставка само в една посока¹¹⁷.

Конструкцията на цилиндричен ролков лагер носи чисто радиално натоварване и няма аксиална товароподемност, така че той не може да се оразмери за позиция с аксиално натоварване, колкото и голям да е радиалният му рейтинг¹¹.

Топковите лагери могат да поемат аксиално натоварване, но разменят товароподемност за скорост: точковият контакт им дава по-високата гранична скорост и стойност dN, докато линейният контакт дава на ролковите по-висока базова динамична товароподемност при същия отвор и външен диаметър²⁶⁴. Този компромис е цялото решение в миниатюра.

Ако позицията наистина носи и двете съставки, чисто радиалният лагер е грешното семейство, а топковият е компромис в товароподемността; ако аксиалната съставка е случайна, скоростният и топлинният штраф на коничните ролки не купува нищо.

Източниците не оразмеряват къде минава тази линия, така че разделянето трябва да се прецени от приложението, а не от публикувано съотношение¹¹¹².

Достатъчно ли е тежък режимът, за да оправдае конични ролки?

Коничните ролки са описани като обичайния избор, когато комбинираните натоварвания са тежки и твърдостта има значение, и те се появяват в трансмисии на автомобили и камиони, колесни възли, оборудване за металургията и вятърната енергетика, товаропренос, минно дело и индустриални трансмисии²⁵.

Същият източник отбелязва, че тези режими обикновено включват замърсени и сурови условия, където безпроблемната работа е главната грижа, което е твърдение за суровостта на приложението, а не за число на натоварването²⁵. Компромисът е топлината.

Коничните ролки генерират малко повече топлина от цилиндричните, и този штраф се приема, защото те пасват на комбинирани радиални и аксиални натоварвания¹².

Нито един източник в този набор не дава числов праг Fa/Fr или граница на големината на натоварването, над която коничните ролки трябва да се избират срещу топкови или цилиндрични, така че преценката за големината трябва да се направи по суровостта на режима — удар, замърсяване, изискване за твърдост — и после да се потвърди с изчислението на рейтинга на доставчика^1172512.

Превърнете комбинираното натоварване в еквивалентно и проверете живота

Радиалният рейтинг и аксиалното натоварване не са директно сравними, така че двете съставки се свеждат до едно динамично еквивалентно натоварване P, което после се използва във формулата за изчислителен живот¹⁶.

При комбинирано натоварване стандартната форма е P = X·Fr + Y·Fa, където X и Y зависят от типа и геометрията на лагера; за конични ролки вместо това се използва аксиален фактор K¹⁷¹⁸. Еквивалентното натоварване после захранва L10 = (C/P)^p × 1,000,000 оборота, където C е базовата динамична товароподемност от каталога¹⁷⁴.

Практическата последица е, че купувачът не може да оразмери позиция с конична ролка само от радиалното натоварване и не може да изчисли P без факторите, които източниците не дават. Поискайте от доставчика да посочи стойностите X/Y или K, които използва, да покаже получения P и да даде живота L10 при целевото натоварване и скорост¹⁷¹⁸.

Имайте предвид също, че L10 е статистическа оценка; смазването, замърсяването, несъосността и температурата могат да отдалечат реалния живот от нея¹⁷.

Изберете монтажната схема

Понеже коничната ролка поема аксиално натоварване само в една посока, позиция, която трябва да устои на аксиално натоварване и в двете посоки, се нуждае от повече от един лагерен ред — именно затова типът обикновено се използва по двойки¹¹⁷.

Когато фиксирана и свободна страна не се разграничават и лагерните интервали са достатъчно кратки, така че свиването на вала не влияе съществено на работата, посоченият път е двойка ъглови или конични ролкови лагери в сдвоен монтаж, с аксиалния ход, настройван след монтажа с гайки или подложки². Сдвоеният монтаж не е единствената форма.

Схемите „O“ (DB), „X“ (DF) и тандемът са изброени опции, а тандемът е описан като начин да се увеличи аксиалната товароподемност³.

Източниците изброяват тези схеми, но не дават правило за избор между „O“ и „X“ по посока или големина на натоварването, така че схемата трябва да се договори с доставчика спрямо реалните посоки на аксиалното натоварване и изискваната твърдост³.

Комплект, сверен в завода, или двойкуване на несверени лагери

Този избор решава кой върши настройващата работа. Дуплексен комплект, сверен в завода, идва с вече дефинирано преднатягане или аксиален вътрешен ход чрез дистанционните пръстени, които се доставят с него³.

Двойкуването на несверени лагери прехвърля тази работа на страната на купувача: първо трябва да се измерят съответните аксиални размери на лагерите и, когато е приложимо, на корпуса, да се дефинира целеви аксиален ход, а при схема „O“ вътрешен дистанционен пръстен се шлифова до нужната точност в допълнение към външния³.

Ако двойка с преднатягане трябва да седи в твърда схема „O“ през корпуса, ширината на корпуса също трябва да се определи, за да се изчисли ефективната дължина на дистанционния пръстен³.

Това е цената на несверения път — измерване, решение за ход и шлайфани дистанционни пръстени — и си струва да се оцени спрямо надценката на сверения комплект, преди заявката за оферта да тръгне.

Задайте преднатягане или ход като аксиална цифра

Ходът на коничната ролка не е радиално число. Радиалното измерване е непрактично за дву- и четириредови конични ролки и обикновено не се прави; вътрешният ход вместо това се дефинира като аксиален ход, Bench End Play (BEP)²³.

Няма стандартни стойности за BEP — те се проектират и задават за всяко приложение, така че настройката трябва да се посочи като аксиална цифра за конкретния режим, а не да се избере от таблица с ходове³³.

Преднатягането е другият край на същата настройка: то прилага постоянно аксиално натоварване чрез пружини, шайби или твърд монтаж, за да премахне вътрешния ход и да повиши твърдостта⁶²¹. Методът на настройка принадлежи към спецификацията заедно с цифрата — подложки или гайки след монтажа, шлифовани дистанционен пръстен или схема с пружинно преднатягане²³.

Доставчик не може да оцитира или провери настройка, записана като „нормален ход“; той се нуждае от аксиална стойност и метода, с който тя се достига²³³³.

Проверете скоростта и температурата, преди да заложите

Предимството при комбинирано натоварване се плаща с резерва по скорост и топлина. Коничните ролки генерират малко повече топлина от цилиндричните, а топковите лагери обикновено работят по-бързо от ролкови със съпоставим размер¹²²⁶.

Две посочени предпочитания очертават проверката: държете корпусите под 60 °C и разгледайте внимателно всяка работна скорост в рамките на 80% от граничната скорост Nlim⁵. Над 60 °C напътствието изисква специализирано масло, постоянна проверка на нивото и много по-кратки интервали на повторно смазване, където се използва смазка⁵.

Ако режимът вече седи до която и да е от границите, честните опции са да смените смазващата схема, да намалите скоростта или да преразгледате семейството лагери — а не да предполагате, че коничната ролка ще се справи.

Нито един източник в този набор не дава числова гранична скорост или допустима работна температура за конкретен размер конична ролка или метод на смазване, така че Nlim и топлинният случай трябва да се получат от каталога или доставчика⁵¹²²⁶.

Проверки преди заявката за оферта, на които източниците не отговарят

Доказателствата уреждат логиката на решението, но не и числата. Всяка точка по-долу е нещо, което източниците оставят отворено, така че трябва да се поиска от доставчика, а не да се предполага.

• ✓Поискайте от доставчика факторите X/Y или аксиалния фактор K, които използва, получения еквивалентен товар P и живота L10 при вашето целево натоварване и скорост — нито един източник не дава универсални стойности [S17][S18].
• ✓Поискайте целевия аксиален ход (BEP) и метода на настройка за конкретната схема; няма стандартни стойности за хода на коничните ролки [S23][S33].
• ✓Посочете дали купувате дуплексен комплект, сверен в завода, или двойкувате несверени лагери, и кой доставя шлифованите дистанционни пръстени [S3].
• ✓Потвърдете схемата („O“, „X“ или тандем) спрямо реалните посоки на аксиалното натоварване; източниците не дават правило за избор [S3].
• ✓Поискайте граничната скорост и допустимата работна температура за конкретния лагер и метод на смазване, и ги сверете с предпочитанията 60 °C и 80% от Nlim [S5].
• ✓Задайте класа на толеранс от точността на въртене на вала в точката на опора — клас 0 за общи приложения, клас 5 или по-висок за взискателни [S29][S13].
• ✓Проверете несъосността, която монтажът реално ще види; рейтинги на топкови, конични и цилиндрични ролкови лагери предполагат, че тя остава в рамките на 0,0005 радиана (0,03°) [S31].

Къде източниците се разминават за хода

Двете позиции по-долу не си противоречат на практика — задаваем ход не е същото като стандартен ход — но купувачът не бива да приема хода на коничната ролка за нещо, което се гледа в таблица.

Какво източниците не установяват

• Няма числов праг Fa/Fr или правило за съотношението на товара за избор на конични ролкови лагери вместо топчести или цилиндрични ролкови лагери
• Няма коефициенти X/Y или стойности на аксиалния коефициент K за изчисляване на еквивалентния динамичен товар P
• Няма числова стойност за предварително натоварване, диапазон на аксиалната хлабина или толеранс за нито едно конкретно приложение
• Няма правило за избор между O-тип и X-тип подреждане според посоката или големината на товара
• Няма стойности за пасуване вал/корпус, граници за биене или изисквания за прав ъгъл на рамената за избрано подреждане
• Няма търговски данни: единична цена, надценка за комплектувани серии, минимална поръчка, срок на доставка, наличност на стандартно спрямо специално изпълнение или разходи за оснастка на регулируеми корпуси
• Няма действителен доклад от контрол, сертификат за материал или назован отраслово изискване за сертификация за лагер или комплектувана серия
• Няма числова гранична скорост или допустима работна температура за конкретен размер на коничен ролков лагер или метод на смазване
• Няма конкретна цел L10 или Lnm, нито спектър на товара за приложението на купувача