Kartiorullalaakerit yhdistetyille radiaali- ja aksiaalikuormille: Milloin ne määritellään, ja miten paritus, esikuormitus ja säätö valitaan

Poissulje puhtaasti radiaaliset ja pallerolaakerit ensin

Ensimmäinen jako on kuormansuunta, ei kuorman suuruus. Kartiorullat käyvät kartoilla juoksuradoilla viivakosketuksessa, ja juuri tuo geometria mahdollistaa radiaali- ja aksiaalikuorman ottamisen samaan aikaan — aksiaalinen komponentti vain yhteen suuntaan¹¹⁷.

Sylinterirullalaakeri -rakenne kantaa puhdasta radiaalikuormaa eikä sillä ole aksiaalikapasiteettia, joten sitä ei voi mitoittaa työntöä kantavaan paikkaan, kuinka suuri sen radiaaliluokitus onkin¹¹. Pallerolaakerit voivat ottaa työntöä, mutta ne vaihtavat kuormituskapasiteetin nopeuteen: pistekosketus antaa niille suuremman rajanopeuden ja dN-arvon, kun taas viivakosketus antaa rullalaakereille suuremman perusdynaamisen kuormitusluokituksen samalle reiälle ja ulkohalkaisijalle²⁶⁴.

Tuo vaihtokauppa on koko päätös pienoiskoossa. Jos paikka todellisuudessa kantaa molempia komponentteja, puhtaasti radiaalinen laakeri on väärä perhe ja pallerolaakeri on kapasiteettikompromissi; jos aksiaalikomponentti on satunnainen, kartiorullien nopeus- ja lämpöhaitta ei osta mitään.

Lähteet eivät mittaa sitä, missä raja kulkee, joten jako on arvioitava sovelluksesta, ei julkaistusta suhteesta¹¹¹².

Onko kuormitus riittävän raskas perustelemaan kartiorullat?

Kartiorullia kuvataan yleiseksi valinnaksi, jossa yhdistetyt kuormat ovat raskaita ja jäykkyys merkitsee, ja niitä esiintyy henkilö- ja kuorma-autojen vaihteistoissa, ajoneuvojen pyöräripoissa, metalli- ja tuulialan laitteissa, materiaalinkäsittelyssä, kaivosteollisuudessa ja teollisuuden vaihteistoissa²⁵. Sama lähde huomauttaa, että nämä kuormitukset liittyvät yleensä saastuneisiin ja ankaroihin olosuhteisiin, joissa käyttöaika on päähuoli — lause sovelluksen ankaruudesta, ei kuormaluvusta²⁵.

Kompromissi on lämpö. Kartiorullat tuottavat hieman enemmän lämpöä kuin sylinterirullat, ja se haitta hyväksytään, koska ne sopivat yhdistettyihin radiaali- ja aksiaalikuormiin¹².

Mikään lähde tässä aineistossa ei anna numeerista Fa/Fr-kynnystä tai kuormansuuruuskattoa, jonka yläpuolella kartiorullat pitää valita palle- tai sylinterirullalaakereiden sijaan, joten suuruusarvio on tehtävä kuormituksen ankaruudesta — isku, saastuminen, jäykkyystarve — ja sitten varmistettava toimittajan luokituslaskelmalla^1172512.

Muunna yhdistetty kuorma ekvivalentiksi kuormaksi ja tarkista elinikä

Radiaaliluokitus ja aksiaalikuorma eivät ole suoraan vertailukelpoisia, joten kaksi komponenttia redusoidaan yhdeksi dynaamiseksi ekvivalentiksi kuormaksi P, jota käytetään sitten elinikäkaavassa¹⁶. Yhdistetylle kuormitukselle standardimuoto on P = X·Fr + Y·Fa, jossa X ja Y riippuvat laakerityypistä ja geometriasta; kartiorullille käytetään sen sijaan K-työntökerrointa¹⁷¹⁸.

Ekvivalentti kuorma syöttää sitten kaavaa L10 = (C/P)^p × 1,000,000 kierrosta, jossa C on luettelon perusdynaaminen kuormitusluokitus¹⁷⁴. Käytännön seuraus on, että ostaja ei voi mitoittaa kartiorullapaikkaa pelkän radiaalikuorman perusteella, eikä voi laskea P:ää ilman tekijöitä, joita lähteet eivät toimita.

Pyydä toimittajaa ilmoittamaan käyttämänsä X/Y- tai K-arvot, näyttämään tuloksena oleva P ja antamaan L10 elinikä tavoitekuormalla ja nopeudella¹⁷¹⁸. Huomaa myös, että L10 on tilastollinen arvio; voitelu, saastuminen, epäkeskeisyys ja lämpötila voivat siirtää todellista elinikää siitä poikkeavaksi¹⁷.

Valitse asennuskonfiguraatio

Koska kartiorulla ottaa aksiaalikuorman vain yhteen suuntaan, paikka, jonka on kestettävä työntö molempiin suuntiin, tarvitsee useamman laakeririvin — siksi tyyppiä käytetään tyypillisesti pareittain¹¹⁷.

Kun paikannettuja ja vapaita puolia ei eroteta ja laakerivälit ovat riittävän lyhyitä, ettei akselin kutistuminen juuri vaikuta käyttöön, ilmoitettu reitti on kulmakontakti- tai kartiorullalaakeripari paritettuna asennuksena, jossa aksiaalinen välys säädetään asennuksen jälkeen muttereilla tai shimmeillä². Paritettu asennus ei ole ainoa muoto.

Selkä vasten selkää (O/DB), kasvot vasten kasvoja (X/DF) ja tandem-järjestelyt ovat kaikki luetteloituja vaihtoehtoja, ja tandemia kuvataan tavaksi lisätä aksiaalikuormakapasiteettia³.

Lähteet luettelevat nämä järjestelyt mutta eivät anna sääntöä valintaan selkä vasten selkää - ja kasvot vasten kasvoja -järjestelyjen välillä kuormansuunnan tai -suuruuden perusteella, joten järjestely on sovittava toimittajan kanssa todellisten työntösuuntien ja vaaditun jäykkyyden perusteella³.

Tehtaalla sovitettu sarja vai sovittamattomien laakereiden paritus

Tämä valinta ratkaisee, kuka tekee säätötyön. Tehtaalla sovitettu duplex-sarja saapuu esikuormituksensa tai aksiaalisen sisäisen välyksensä jo määriteltynä mukana toimitettujen välirenkaiden avulla³.

Sovittamattomien laakereiden paritus siirtää työn ostajan puolelle: laakereiden ja soveltuvin osin pesän relevantit aksiaalimitat on mitattava ensin, tavoiteaksiaalinen välys määriteltävä, ja O-järjestelylle sisäinen välirengas hiottava vaadittuun tarkkuuteen ulkorenkaan lisäksi³. Jos esikuormitettu parin pitää istua jäykässä selkä vasten selkää -järjestelyssä pesän kautta, pesän leveys on myös määritettävä, jotta välirenkaiden tehollinen pituus voidaan laskea³.

Se on sovittamattoman reitin hinta — mittaus, välyspäätös ja hiottujen välirenkaiden valmistus — ja se kannattaa hinnoitella sovitetun sarjan hintalisan vastaan ennen tarjouspyynnön lähettämistä.

Määrittele esikuormitus tai välys aksiaalisena lukuna

Kartiorullan välys ei ole radiaalinen luku. Radiaalinen mittaus on epäkäytännöllinen kaksi- ja nelirivisille kartiorullille, eikä sitä yleisesti tehdä; sisäinen välys määritellään sen sijaan aksiaalisena välyksenä, Bench End Play (BEP)²³.

Standardia BEP-arvoja ei ole — ne suunnitellaan ja määritellään jokaista sovellusta varten — joten asetus on ilmoitettava aksiaalisena lukuna tietylle kuormitukselle, ei valittava välystaulukosta³³. Esikuormitus on saman asetuksen toinen pää: se kohdistaa pysyvän aksiaalikuorman jousien, laippojen tai jäykän kiinnityksen kautta sisäisen välyksen poistamiseksi ja jäykkyyden nostamiseksi⁶²¹.

Säätömenetelmä kuuluu erittelyyn luvun rinnalle — shimmit tai mutterit asennuksen jälkeen, hiottu välirengas tai jousesikuormitettu järjestely²³. Toimittaja ei voi tarjota eikä varmistaa asetusta, joka on kirjoitettu "normaali välys" -muotoon; se tarvitsee aksiaalisen arvon ja menetelmän, jolla siihen päästään²³³³.

Tarkista nopeus ja lämpötila ennen sitoutumista

Yhdistettyä kuormaa koskeva etu maksetaan nopeus- ja lämpötilavarasta. Kartiorullat tuottavat hieman enemmän lämpöä kuin sylinterirullat, ja pallerolaakerit käyvät yleensä nopeammin kuin vastaavan kokoiset rullalaakerit¹²²⁶.

Kaksi ilmoitettua suositusta kehystää tarkistuksen: pidä pesät alle 60 °C:n ja tarkastele kriittisesti jokainen käyttönopeus, joka on 80 %:n sisällä rajanopeudesta Nlim⁵. Yli 60 °C:n ohje vaatii erikoisöljyä, jatkuvaa tason tarkistusta ja paljon lyhyempiä jälkivoiteluvälejä, kun rasvaa käytetään⁵.

Jos kuormitus sijoittuu jo kummankaan rajan lähelle, rehelliset vaihtoehdot ovat voitelujärjestelmän muuttaminen, nopeuden alentaminen tai laakeriperheen uudelleen harkinta — ei oletus, että kartiorulla selviää. Mikään lähde tässä aineistossa ei anna numeerista rajanopeutta tai sallittua käyttölämpötilaa tietylle kartiorullakoolle tai voitelumenetelmälle, joten Nlim ja lämpötapaus on saatava luettelosta tai toimittajalta⁵¹²²⁶.

Tarjouspyyntöä edeltävät tarkistukset, joihin lähteet eivät vastaa

Näyttö ratkaisee päätöslogiikan, ei lukuja. Jokainen alla oleva kohde on asia, jonka lähteet jättävät auki, joten se on pyydettävä toimittajalta, ei oletettava.

• ✓Pyydä toimittajalta käyttämänsä X/Y-tekijät tai K-työntökerroin, tuloksena oleva ekvivalentti kuorma P ja L10 elinikä tavoitekuormallasi ja nopeudellasi — mikään lähde ei anna yleisiä arvoja [S17][S18].
• ✓Pyydä tavoiteaksiaalinen välys (BEP) ja säätömenetelmä tietylle järjestelylle; kartiorullalaakerin välykselle ei ole standardiarvoja [S23][S33].
• ✓Ilmoita, ostatko tehtaalla sovitetun duplex-sarjan vai paritatko sovittamattomia laakereita, ja kuka toimittaa hiotut etärenkaat [S3].
• ✓Vahvista järjestely (selkä vasten selkää, kasvot vasten kasvoja tai tandem) todellisia työntösuuntia vastaan; lähteet eivät anna valintasääntöä [S3].
• ✓Pyydä rajanopeus ja sallittu käyttölämpötila tietylle laakerille ja voitelumenetelmälle ja tarkista ne 60 °C- ja 80 % Nlim -suosituksia vastaan [S5].
• ✓Aseta toleranssiluokka akselin kierrontarkkuudesta tukipisteessä — luokka 0 yleiskäyttöön, luokka 5 tai korkeampi vaativiin [S29][S13].
• ✓Tarkista epäkeskeisyys, jota asennus todellisuudessa näkee; palle-, kartio- ja sylinterirullalaakerien luokitukset olettavat sen pysyvän 0,0005 radiaatin (0,03°) sisällä [S31].

Missä lähteet ovat eri mieltä välyksestä

Alla olevat kaksi kantaa eivät ole käytännössä ristiriidassa — säädettävä välys ei ole sama asia kuin standardivälys — mutta ostajan ei pidä käsitellä kartiorullan välystä taulukosta luettavana asiana.

Mitä lähteet eivät osoita

• Ei numeerista Fa/Fr-raja-arvoa tai kuormitussuhdesääntöä kartiorullalaakerin valitsemiseksi kuulalaakerin tai sylinterirullalaakerin sijaan
• Ei X/Y-tekijöitä tai K-aksiaalitekijän arvoja ekvivalentin dynaamisen kuorman P laskemiseksi
• Ei numeerista esijännitysarvoa, aksiaalisen välyksen aluetta tai toleranssia millekään tietylle sovellukselle
• Ei sääntöä O- ja X-tyyppisen asennuksen valitsemiseksi kuormituksen suunnan tai suuruuden mukaan
• Ei akseli/kotelo-istuka-arvoja, heittorajoja tai olkakärjen kohtisuoruusvaatimuksia valitulle asennukselle
• Ei kaupallista dataa: kappalehinta, paritetun sarjan lisähinta, vähimmäistilausmäärä, toimitusaika, standardin verrattuna erikoistuotteen saatavuus tai säädettävien koteloiden työkalukustannus
• Ei todellista tarkastusraporttia, materiaalitodistusta tai nimettyä alansertifiointivaatimusta laakerille tai paritetulle sarjalle
• Ei numeerista enimmäisnopeutta tai sallittua käyttölämpötilaa tietylle kartiorullalaakerikoollen tai voitelumenetelmälle
• Ei tiettyä L10- tai Lnm-tavoitetta tai kuormitusspektriä ostajan sovellukselle