Gördülőcsapágy vagy golyóscsapágy: 5 ellenőrzés, mielőtt specifikál

Kezdje a terhelés irányával

A terhelésirány családokat zár ki, mielőtt a terhelés nagysága egyáltalán szót kapna. A vonalérintkezés a radiális terhelést nagyobb területre osztja, mint a pontérintkezés, tehát a gördülőcsapágyak ugyanabban a helyben általában nagyobb radiális terhelést visznek^{4,11,15,23,24}.

Ez az előny csak radiális. A hengeres gördülőcsapágy radiális terhelést és mást sem visz, míg a kúpkos gördülőcsapágy vagy szögérintésű golyóscsapágy ugyanabban a ülésben oldja meg az axiális komponenst^2,4,17–20.

A mélyhornú golyóscsapágy köztes helyzetben ül, mindkét irányban mérsékelt axiális terhelést fogad^2,5. Tegyen csak radiális csapágyat kombinált terhelésű ülésbe, és a meghibásodás a gördülőtest/gördülőpálya érintkezésnél következik be, egyszerű túlterhelés helyett.

Vegyünk egy hajtómű-fogaskeréktengelyt: a fogakat szétválasztó erő radiális, a tolás axiális. A hengeres gördülőcsapágy viszi a radiális felet, tehát az axiális felet ugyanabban a ülésben kúpkos gördülőcsapágyra vagy szögérintésű golyóscsapágyra kell tenni.

Ez geometriai döntés, nem kapacitásdöntés — a hengeres csapágy lehet elég erős, és mégis rossz alkatrész. Mielőtt bármilyen minősítést hasonlítana, írja le, hogy a terhelése csak radiális, csak axiális vagy kombinált-e, és töröljön minden olyan családot, amely azt az irányt nem tudja viselni.

Ha az ülése tolást lát, a hengeres gördülőcsapágy-opció lekerül a listáról, mielőtt a katalógus kinyílna.

Kizárja-e a fordulatszám a gördülőcsapágyat?

Ellenőrizze a fordulatszámot, mielőtt beleszeret egy teherbírásba. A pontérintkezés fordulatonként kevesebb súrlódást és hőt ad, tehát a golyóscsapágyak általában magasabb határfordulatszámot és dN-értéket tartanak, mint az összemérhető méretű gördülőcsapágy^11,15,23,24.

Ugyanaz a vonalérintkezés, amely a terhelést szétosztja, fordulatszámon több hőt is termel, ezért a tisztán kapacitásra választott gördülőcsapágy túlmelegedhet az üzemi fordulatszámon, akkor is, ha elég erős¹⁵. Egy forrás szerint a kis, 15°-os érintési szögű szögérintésű golyóscsapágyak olajos kenés alatt bizonyos méreteknél meghaladják a 30 000 RPM-et²¹.

Egyetlen forrás sem adja meg itt az azonos furathoz tartozó gördülőcsapágy-fordulatszámot, tehát azt a számot golyós-oldali plafonként kezelje, amellyel ellenőriz, összehasonlításként nem. A gyakorlati sorrend: ha az üzemi fordulatszáma magas, a golyóscsaládok az alapértelmezettek, és a gördülőjelöltnek terheléssel kell igazolnia magát.

Ha az üzemi fordulatszáma közepes és a terhelés nehéz, a gördülőjelölt bent marad. Vegye észre azt is, hogy a tömített golyóscsapágy-változat a tömítésdörzsölés miatt alacsonyabb fordulatszámlimitet hordoz, mint a nyílt változat⁵ — tehát a tömítésválasztás a golyóscsapágyat is visszatarthatja az elért fordulatszám alá.

Írja az üzemi RPM-jét és furatméretét most a szelekciós lapra, és kérje a szállítótól minden túlélő jelölt határfordulatszámát arra a furatra.

Tudja-e a beépítés tartani az eltérülést?

Az eltérülés az az ellenőrzés, amely csendesen érvénytelenít egy teherbírást. A golyós, kúpkos és hengeres gördülőcsapágyak kapacitása azon a feltételezésen nyugszik, hogy az eltérülés nem haladja meg a 0,0005 radiánt, azaz 0,03°¹⁶.

Efölött az érintési út pereme viszi a terhelést, és az L10 élettartam a számított érték alá esik¹⁶. Az öngördülő gördülőcsapágyak és öngördülő golyóscsapágyak kifejezetten eltérülés elnyelésére épülnek, és a külön öngördülő hengeres gördülőcsapágyak 1,0°–1,5°-ot viselnek^4,16,17.

Ez több mint egy nagyságrendi rés a minősítés alapja és az, amit egy öngördülő típus tűr között. Vegyünk egy hajtótengely-tartócsapágyházat 1,0–1,5°-os szöghibával: minden nem öngördülő jelölt papíron kiesik, bármilyen erős a katalógusminősítése, és öngördülő gördülő- vagy golyóscsapágy kell, mert a 0,0005 rad-os alap túllépve¹⁶.

Az eltérülés két helyről jön — statikusan eltért házak és terhelés alatt hajló tengelyek¹⁶ —, tehát mindkettőt becsülje meg, mielőtt egy minősítésnek hisz. Ha az ülést 0,0005 rad-on belül nem tudja tartani, ne is hasonlítson teherbírásokat; válasszon először az öngördülő családokból.

Kérdezze meg a szállítót, milyen eltérülésre minősített a jelöltje, mert a források csak a 0,0005 rad-os bázist és az 1,0–1,5°-os külön esetet adják.

Gördülőcsapágy-merevségre van szüksége, vagy az előfeszítés elég?

A merevség az, ahol a golyóscsalád visszavág. Az előfeszítés megszünteti a belső játékot, és optimalizálja az érintkezést, így a szögérintésű golyóscsapágy merevebbé tehető, mint amennyit a pontérintkezési geometriája sugall^2,21,22.

Ezért használnak a szerszámgép-orsók előfeszített szögérintésű golyóscsapágyakat, nem feltételezve, hogy csak a gördülőcsapágyak adnak merevséget^2,21,22. Használja össze a két golyós opciót merevségre: a mélyhornú golyóscsapágy alacsony vagy közepes, a szögérintésű golyóscsapágy magas, különösen előfeszítve^2,21.

Vegyünk egy szerszámgép-orsót: az előfeszített szögérintésű golyóscsapágy a preferált választás merevségre, szemben a mélyhornú golyóscsapággyal, amelynek merevsége csak alacsony vagy közepes^2,21,22. Az előfeszítés emellett állítható, tehát a mérnök a konkrét üzemi módra tudja finomhangolni a merevséget és megakadályozni a golyócsúszást²¹.

Két figyelmeztetés jár vele. A szögérintésű csapágyak eltérülési tűrése nagyon korlátozott, jellemzően csak 0,5–1 fok, és axiális kapacitásuk kb.

a C0 25–35%-a²¹ (szállítói adat). Tehát a merevségi nyereség valós, de beszűkíti az eltérülési keretét.

Ha a hajlási kerete szűk és az ülése jól igazított, árazza az előfeszített szögérintésű opciót, mielőtt azt feltételezné, hogy a gördülőcsapágy az egyetlen merev válasz. Kérje a szállítótól az előfeszítési osztályt és az eredményül kapott merevséget, nem csak a csapágyszámot.

Túléli-e a kenési útvonal az üzemi módot?

A kenés felboríthat egy terhelésre és fordulatszámra helyes csapágyválasztást. A zsír a legtöbb gördülőcsapágyszerkezeti alkalmazás alapértelmezése, mert könnyen használható, szivárgásálló és viszonylag olcsó³.

A nehéz körülmények ezt az alapértelmezést megtörik: a magas hőmérséklet kiégetheti a zsírt, viszkozitásvesztést, fém-fém érintkezést és végül berágódást okozva, és a növekvő ventilátorfordulatszám ugyanezt magasabb üzemi hőmérsékleten produkálja³. Ahol ez történik, olaj javasolt, mert elviszi a hőt, és kimossa a szennyezőket, mint a szennyeződés, por, nedvesség és kopásfémek³.

A gördülőcsapágyak több súrlódást és hőt termelnek, mint a golyóscsapágyak¹⁵, tehát a gördülőjelölt hamarabb tologat az olajos út felé. A tömítés ellenkező irányba nyom: a tömített golyóscsapágy-változatok a tömítésdörzsölés miatt csökkentett fordulatszámlimitet hordoznak a nyílt csapágyakhoz képest⁵.

Vegyünk egy magas hőmérsékletű, nagyfordulatszámú vagy erősen szennyezett üzemi módot: a zsír viszkozitását veszítheti, és fém-fém érintkezést engedhet, ezért olajos kenést specifikálnak — és a tömített golyóscsapágy-változat elutasításra kerül, mert a tömítésdörzsölés lejjebb viszi a fordulatszámlimitjét^3,5. Ez két független korlát ugyanarra a rajzra.

Döntsön a kenési és tömítési útvonalról, mielőtt kiadja a csapágyjelölést, mert az elutasíthatja a most kiválasztott jelöltet is. Kérdezze meg a szállítót, hogy a jelöltje minősített-e az Ön kenési módszerére az Ön üzemi hőmérsékletén.

Mely jelöltek jutnak el az RFQ-ig?

A csak helyméretre épülő szelekció figyelmen kívül hagyja a dinamikus teherbírás, határfordulatszám, súrlódási együttható és eltérülési tűrés értékeit, amelyek ténylegesen az élettartamot állítják^7,13,23. Az a csapágy, amely befér a házba, még lehet rossz alkatrész, mert az élettartamot döntő négy érték nem látszik a furatból és külső átmérőből.

A kosáranyag, stílus és típus a futási pontosságot, szilárdságot és termékköltséget is irányíthatja, tehát a kosáropciók ugyanabba a beszélgetésbe tartoznak, nem egy későbbi felülvizsgálatba¹. Végezze az ellenőrzéseket ebben a sorrendben minden túlélő jelöltre.

• ✓Erősítse meg a terhelés irányát, amelyet az ülés ténylegesen lát — csak radiális, csak axiális vagy kombinált —, és töröljön minden családot, amely azt nem tudja viselni.
• ✓Vegye le a katalógusból a dinamikus teherbírás Cr-t minden túlélő jelöltra a szükséges furaton, és hasonlítsa az egyenértékű terhelés P-jéhez.
• ✓Vegye le a határfordulatszámot és dN-értéket a jelöltra az Ön üzemi fordulatszámán, és ellenőrizze, hogy a tömített változat levon-e belőle.
• ✓Erősítse meg a beépítés által adott eltérülést a 0,0005 rad-os minősítési alaphoz, vagy lépjen öngördülő típusra.
• ✓Vegye le a súrlódási együtthatót és eltérülési tűrést a katalógusból, mert itt egyiket sem döntik el a források.
• ✓Döntsön a kosáranyagról és stílusról korán, mert a futási pontosságot, szilárdságot és termékköltséget érinti.

Bezárja-e a mélyhornú golyóscsapágy az esetet?

Mielőtt gördülőcsapágyra vagy szögérintésű megoldásra fizetne, ellenőrizze, hogy az általános célú eset nincs-e már lezárva. A tömeggyártás és a szabványosítás teszi a mélyhornú golyóscsapágyat a leggazdaságosabb gördülőcsapágy-típussá általános célú alkalmazásokban^5,10.

A gördülőcsapágyak az összemérhető pontosságnál általában drágábbak, mint a golyóscsapágyak^15,22, és a szögérintésű golyóscsapágyak többe kerülnek, mint a mélyhornúak^2,22. Tehát az olcsó család gyakran a helyes is — de csak az axiális limitén belül.

A mélyhornú golyóscsapágy axiális terhelést visz mindkét irányban, és egy forrás ezt a kapacitást kb. a statikus radiális teherbírás 20–30%-ára, másik a C0 25–35%-ára teszi^2,5,10.

Vegyünk egy általános célú, közepes terhelésű alkalmazást: a mélyhornú golyóscsapágy lezárja, ha az axiális komponens e sávban marad, szemben a szögérintésű golyóscsapággyal, amely a kombinált terhelést jobban viszi, de többe kerül^2,5,10,22.

A sáv azért számít, mert a két forrás ellentmond, tehát az alsó határra tervezzen, amíg a választott szállító katalógusa meg nem erősíti az értéket. Ha axiális terhelése a sáv teteje közelében ül, a szögérintésű opció a biztonságosabb hívás, magasabb költség mellett is.

Ellenőrizze axiális terhelését a C0-hoz, mielőtt elfogadja a gazdaságos választ.

Hengeres vagy kúpkos gördülőcsapágy?

Amint a gördülőcsapágy-család kiválasztva, a következő megosztás a hengeres és kúpkos között fut. Tiszta radiális terhelésen a hengeres gördülőcsapágyak kevesebb súrlódást és hőt termelnek, mint a kúpkosak¹⁹.

A kúpkos gördülőcsapágyak a kúpos kialakításuk miatt valamivel több hőt termelhetnek, de jobban illenek kombinált radiális és axiális terhelésű alkalmazásokhoz¹⁹. Ez a kompromisszum: a súrlódásbüntetés veszi meg a kombinált terhelés képességét, és a geometria tulajdonsága, nem a gördülőcsapágy-család hibája.

A két típus a beállításban is különbözik. A hengeres gördülőcsapágyak jellemzően rögzített játékkal futnak, beépítéskor korlátozott állítással, míg a kúpkos kialakítás a játék beépítéskor való állítását engedi, rugalmasságot adva a különböző üzemi feltételek mellett a teljesítmény optimalizálására¹⁹.

Vegyünk tisztán radiális gördülőcsapágy-üzemi módot: a hengeres gördülőcsapágy választandó alacsonyabb súrlódásért és hőért. Tegye ugyanazt az ülést axiális tartás alá, és a kúpkos gördülőcsapágy választandó helyette, a kissé magasabb súrlódás elfogadásával¹⁹.

A kúpkos gördülőcsapágyak nagy radiális és tolóterhelést is visznek a golyós vagy hengeres csapágyakhoz képest, mert a kúpos geometria növeli az érintkezési felületet⁴. Tehát a kérdés nem az, melyik gördülőcsapágy jobb — hanem, hogy az ülése igényli-e az axiális képességet.

Ha igen, fogadja el a súrlódást, és specifikáljon kúpkosat; ha nem, válassza a hűvösebb hengeres opciót.

Ahol a források ellentmondanak

Két forrás eltérő axiális kapacitási százalékot ad ugyanarra a csapágyra, és a költség- és fordulatszámrangsorokat sem minden forrás fogalmazza ugyanúgy. Az a specifikáció, amely egy értéket tényként idéz, a szállító saját katalógusa által cáfolható lehet, ezért minden vitatott értéket megerősítendő tartományként kezeljen, tervezési számként nem.

Az alábbi táblázat mindkét oldalt láthatóan tartja, hogy lássa, melyik értéket és hogyan ellenőrizze (szállítói adat).

Mit nem állítanak fel a források

• Nincs azonos méretű radiális teherbírás-arány a gördülő és golyóscsapágy között
• Nincs összehasonlító fordulatszámlimit-szám (RPM vagy dN) azonos méretű golyós és gördülőcsapágyakra
• Nincs súrlódási együttható vagy nyomatékérték golyós versus gördülőcsapágyakra
• Nincs árérték vagy számszerű költség-összehasonlítás a gördülő és golyóscsapágy között
• Nincs típusonkénti gyártói megengedett eltérülési szög a 0,0005 rad-os bázis és az 1,0–1,5°-os külön öngördülő eseten túl
• Nincs közvetlen merevségi (terhelés alatti hajlás) összehasonlítás a gördülő és golyóscsapágy között
• Egyetlen forrás sem állítja, hogy a gördülőcsapágyak több kenőanyagot vagy gyakoribb karbantartást igényelnek, mint a golyóscsapágyak
• Nincs magyarázat a költségkülönbségre gyártási bonyolultság vagy anyagok tekintetében