Ruļļgultņi pret lodveida gultņiem: 5 pārbaudes pirms specifikācijas

Sāciet ar slodzes virzienu

Slodzes virziens izslēdz grupas, pirms slodzes apjoms vispār iegūst balsi. Līnijas kontakts izplata radiālo slodzi pa lielāku laukumu nekā punkta kontakts, tāpēc ruļļgultņi parasti nes lielākas radiālās slodzes tajā pašā telpā^{4,11,15,23,24}.

Šī priekšrocība ir tikai radiāla. Cilindriskais ruļļgultnis nes radiālo slodzi un neko citu, kamēr koniskais ruļļgultnis vai leņķa kontaktlodveida gultnis atrisina aksiālo komponenti tajā pašā sēdeklī^2,4,17–20.

Lodveida gultnis ar dziļajiem iegremdējumiem stāv pa vidu, ņemot mērenu axiālo slodzi abos virzienos^2,5. Ievietojiet tikai radiālu gultni kombinētas slodzes sēdeklī, un bojājums notiek ruļļa/iegaites kontaktā, nevis vienkārša pārslodze.

Paņemiet pārnesumkārbas zobrata vārpstu: zobrata atdalīšanas spēks ir radiāls, aksiālais — aksiāls. Cilindriskais ruļļgultnis nes radiālo pusi, tāpēc aksiālajai pusei jāiet uz konisku ruļļgultni vai leņķa kontaktlodveida gultni tajā pašā sēdeklī.

Tā ir ģeometrijas izvēle, nevis jaudas izvēle — cilindriskais gultnis var būt pietiekami spēcīgs un tomēr būt nepareiza daļa. Pirms salīdzināt jebkuras pakāpes, pierakstiet, vai jūsu slodze ir tikai radiāla, tikai aksiāla vai kombinēta, un dzēsiet katru grupu, kas nevar nest šo virzienu.

Ja jūsu sēdeklis redz aksiālo slodzi, cilindriskā ruļļa opcija ir ārpus saraksta, pirms katalogs atveras.

Vai ātrums izslēdz ruļļi?

Pārbaudiet ātrumu, pirms iemīlējaties slodzes pakāpē. Punkta kontakts rada mazāk berzes un siltuma uz apgriezienu, tāpēc lodveida gultņi parasti notur lielāku robežātrumu un dN vērtību nekā salīdzināma izmēra ruļļgultnis^11,15,23,24.

Tāds pats līnijas kontakts, kas izplata slodzi, arī rada vairāk siltuma pie ātruma, tāpēc ruļļgultnis, izvēlēts tikai pēc jaudas, var pārkarst pie darba ātruma, kaut gan ir pietiekami stiprs¹⁵. Viens avots ziņo, ka leņķa kontaktlodveida gultņi ar nelielu 15° kontakta leņķi eļļas eļļošanā var pārsniegt 30.000 RPM noteiktiem izmēriem²¹.

Neviens avots šeit nesniedz atbilstošu ruļļa ātrumu tam pašam urbumam, tāpēc uzskatiet šo skaitli par lodveida puses griestiem, ar kuriem pārbaudīt, nevis salīdzinājumu. Praktiskā secība ir: ja jūsu darba ātrums ir liels, lodveida grupas ir noklusējums, un ruļļa kandidātam jāpamato sevi ar slodzi.

Ja jūsu darba ātrums ir mērens un slodze smaga, ruļļa kandidāts paliek. Ievērojiet arī, ka blīvēta lodveida gultņa variants nes mazāku ātruma robežu nekā atklātā versija blīves pretestības dēļ⁵ — tātad blīvējuma izvēle var vilkt lodveida gultni atpakaļ zem ātruma, ko domājāt sasniedzamu.

Uzrakstiet darba apgr./min. un urbuma izmēru uz izvēles lapas tagad, un jautājiet piegādātājam katra izdzīvojušā kandidāta robežātrumu pie tā urbuma.

Vai montāža notur izlīdzinājuma novirzi?

Izlīdzinājuma novirze ir pārbaude, kas klusi atceļ slodzes pakāpi. Lodveida, konisko un cilindrisko ruļļgultņu jauda balstās pieņēmumā, ka izlīdzinājuma novirze nepārsniedz 0,0005 radiānus jeb 0,03°¹⁶.

Pārsniedzot to, kontakta ceļa mala nes slodzi, un L10 kalpošanas laiks krīt zem aprēķinātā¹⁶. Sfēriskie ruļļgultņi un pašiestatošie lodveida gultņi ir būvēti, lai absorbētu izlīdzinājuma novirzi, un īpašie pašiestatošie cilindriskie ruļļgultņi var ņemt 1,0° līdz 1,5°^4,16,17.

Tas ir vairāk nekā vienas kārtas starpība starp pakāpes pamatu un to, ko pašiestatošs tips panes. Paņemiet līnijvārpstas balsta korpusu ar 1,0–1,5° leņķisku kļūdu: katrs nepašiestatošais kandidāts ir ārā uz papīra, cik stipri arī izskatās tā kataloga pakāpe, un vajadzīgs sfēriskais ruļļgultnis vai pašiestatošs gultnis, jo 0,0005 rad pamats ir pārsniegts¹⁶.

Izlīdzinājuma novirze nāk no divām vietām — statiski izlīdzināti korpusi un slodzē novirzošas vārpstas¹⁶ — tāpēc novērtējiet abus, pirms uzticaties pakāpei. Ja nevarat noturēt sēdekli iekšā 0,0005 rad, nesalīdziniet slodzes pakāpes vispār; izvēlieties no pašiestatošajām grupām vispirms.

Jautājiet piegādātājam, kādai izlīdzinājuma novirzei to kandidāts ir vērtēts, jo avoti dod tikai 0,0005 rad bāzes un 1,0–1,5° īpašo gadījumu.

Vai vajag ruļļa stingrību, vai priekšspriegums pietiek?

Stingrība ir vieta, kur lodveida grupa atspēkojas. Priekšspriegums atceļ iekšējo skridi un optimizē kontaktu, tāpēc leņķa kontaktlodveida gultni var padarīt stingrāku, nekā tā punkta kontakta ģeometrija liek domāt^2,21,22.

Tāpēc darba mašīnu spindelēs lieto priekšspriegotus leņķa kontaktlodveida gultņus, nevis pieņem, ka tikai ruļļi dod stingrību^2,21,22. Salīdziniet divas lodveida opcijas pēc stingrības: gultnis ar dziļajiem iegremdējumiem ir zems līdz mērens, kamēr leņķa kontaktlodveida gultnis ir augsts, īpaši priekšspriegots^2,21.

Paņemiet darba mašīnas spindeli: priekšspriegots leņķa kontaktlodveida gultnis ir vēlamā izvēle stingrībai, pret gultni ar dziļajiem iegremdējumiem, kura stingrība ir tikai zema līdz mērena^2,21,22. Priekšspriegums arī ir regulējams, tāpēc inženieris var noregulēt stingrību un novērst lodīšu slīdēšanu konkrētam darbam²¹.

Divi brīdinājumi tam seko. Leņķa kontaktgultņiem ir ļoti ierobežota izlīdzinājuma pielaidle, tipiski tikai 0,5 līdz 1 grāds, un to aksiālā jauda ir aptuveni 25–35 % no C0²¹ (piegādātāja sniegtie dati).

Tātad stingrības ieguvums ir reāls, bet tas šaurina jūsu izlīdzinājuma budžetu. Ja jūsu novirzes budžets ir ciešs un sēdeklis ir labi izlīdzināts, izcenojiet priekšspriegoto leņķa kontakta opciju, pirms pieņemat, ka ruļļis ir vienīgā stingrā atbilde.

Jautājiet piegādātājam priekšsprieguma klasi un iegūto stingrību, nevis tikai gultņa numuru.

Vai eļļošanas ceļš izdzīvos darbu?

Eļļošana var apgriezt pareizu gultņu izvēli, kas bija pareiza pēc slodzes un ātruma. Smērviela ir noklusējums lielākajai daļai ritošo gultņu pielietojumu, jo tā ir viegli lietojama, izturīga pret noplūdēm un salīdzinoši lēta³.

Grūti apstākļi lauž šo noklusējumu: augstas temperatūras var “pagatavot” smērvielu, izraisot viskozitātes zudumu, metāla-metāla kontaktu un galu galā aizķeršanos, un kāpjot ventilatoru ātrumam, tas pats efekts nāk caur augstāku darba temperatūru³. Tur, kur tas notiek, tiek ieteikta eļļa, jo tā izkliedē siltumu un izskalo piesārņotājus, piemēram, netīrumus, putekļus, mitrumu un nodiluma metālus³.

Ruļļgultņi rada vairāk berzes un siltuma nekā lodveida gultņi¹⁵, tāpēc ruļļa kandidāts agrāk liek jūs uz eļļas ceļa. Blīvējums liek pretēji: blīvētiem lodveida gultņu variantiem ir samazinātas ātruma robežas blīves pretestības dēļ salīdzinājumā ar atklātajiem⁵.

Paņemiet augstas temperatūras, ātrgaitas vai smagi piesārņotu darbu: smērviela var zaudēt viskozitāti un ļaut metāla-metāla kontaktam, tāpēc tiek specificēta eļļas eļļošana — un blīvēts lodveida gultņa variants tiek noraidīts, jo blīves pretestība pazemina tā ātruma robežu^3,5. Tās ir divas neatkarīgas prasības vienam zīmējumam.

Izlemiet eļļošanas un blīvējuma ceļu, pirms izlaidiet gultņu apzīmējumu, jo tas var izslēgt kandidātu, kuru tikko izvēlējāties. Jautājiet piegādātājam, vai to kandidāts ir vērtēts jūsu eļļošanas metodei jūsu darba temperatūrā.

Kuri kandidāti izdzīvo līdz RFQ?

Izvēle tikai pēc telpas izmēra ignorē dinamisko slodzes pakāpi, robežātrumu, berzes koeficientu un izlīdzinājuma pielaidi, kas patiesi nosaka kalpošanas laiku^7,13,23. Gultnis, kas iederas korpusā, joprojām var būt nepareiza daļa, jo četri skaitļi, kas izšķir kalpošanas laiku, nav redzami no urbuma un ārējā diametra.

Būra materiāls, stils un tips var arī ietekmēt darba precizitāti, izturību un produkta izmaksas, tāpēc būra opcijas pieder tai pašai sarunai, nevis vēlākai revīzijai¹. Izpildiet pārbaudes šajā secībā katram izdzīvojušam kandidātam.

• ✓Apstipriniet slodzes virzienu, ko sēdeklis reāli redz — tikai radiālu, tikai aksiālu vai kombinētu — un dzēsiet jebkuru grupu, kas to nenes.
• ✓Ievelciet kataloga dinamisko slodzes pakāpi Cr katram izdzīvojušam kandidātam vajadzīgajā urbumā un salīdziniet pret ekvivalento slodzi P.
• ✓Ievelciet robežātrumu un dN vērtību kandidātam jūsu darba ātrumā un pārbaudiet, vai blīvēts variants to samazina.
• ✓Salīdziniet montāžas sniegto izlīdzinājuma novirzi pret 0,0005 rad pakāpes pamatu vai pārejiet uz pašiestatošu tipu.
• ✓Ievelciet berzes koeficientu un izlīdzinājuma pielaidi no kataloga, jo neviens no tiem nav izšķirts šejienes avotos.
• ✓Izlemiet būra materiālu un stilu agri, jo tas ietekmē darba precizitāti, izturību un produkta izmaksas.

Vai gultnis ar dziļajiem iegremdējumiem var to aizvērt?

Pirms maksāt par ruļļa vai leņķa kontakta risinājumu, pārbaudiet, vai vispārējām vajadzībām paredzētais gadījums jau nav aizvērts. Sērijveida ražošana un standartizācija padara lodveida gultni ar dziļajiem iegremdējumiem par visekonomiskāko ritošā gultņa tipu vispārējas nozīmes pielietojumiem^5,10.

Ruļļgultņi parasti ir dārgāki nekā lodveida gultņi salīdzināmā precizitātē^15,22, un leņķa kontaktlodveida gultņi maksā vairāk nekā dziļās iegaites tipi^2,22. Tātad lētā grupa bieži ir arī pareizā — bet tikai tās aksiālās robežas iekšienē.

Lodveida gultnis ar dziļajiem iegremdējumiem nes aksiālo slodzi abos virzienos, un viens avots šo jaudu liek apmēram 20–30 % no statiskās radiālās slodzes pakāpes, kamēr cits liek to 25–35 % no C0^2,5,10.

Paņemiet vispārējas nozīmes pielietojumu ar mērenu slodzi: gultnis ar dziļajiem iegremdējumiem to aizver, ja vien aksiālā komponente paliek šajā joslā, pret leņķa kontaktlodveida gultni, kas nestu kombinēto slodzi labāk, bet maksā vairāk^2,5,10,22. Josla ir svarīga, jo divi avoti nepiekrīt, tāpēc projektējiet uz zemāko robežu, līdz izvēlētā piegādātāja katalogs apstiprina vērtību.

Ja jūsu aksiālā slodze atrodas pie joslas augšas, leņķa kontakta opcija ir drošākais zvans pat par lielākām izmaksām. Pārbaudiet aksiālo slodzi pret C0, pirms akceptējat ekonomisko atbildi.

Cilindriskais vai koniskais ruļļgultnis?

Kad ruļļu grupa ir izvēlēta, nākamais sadalījums ir cilindriskais pret konisko. Pie tīras radiālās slodzes cilindriskie ruļļgultņi mēdz radīt mazāk berzes un siltuma nekā koniskie ruļļgultņi¹⁹.

Koniskie ruļļgultņi var radīt nedaudz vairāk siltuma savas koniskās dizaina dēļ, bet tie ir labāk piemēroti pielietojumiem ar kombinētu radiālo un aksiālo slodzi¹⁹. Tā ir maksa: berzes sods pērk kombinētās slodzes spēju, un tas ir ģeometrijas īpašība, nevis ruļļu grupas defekts.

Abi tipi arī atšķiras regulēšanā. Cilindriskajiem ruļļgultņiem parasti ir fiksēta skride ar ierobežotu regulēšanu uzstādīšanas laikā, kamēr koniskā konstrukcija ļauj skridi regulēt uzstādīšanas laikā, dodot elastību veiktspējas optimizēšanai dažādos ekspluatācijas apstākļos¹⁹.

Paņemiet tīri radiālu ruļļa darbu: izvēlētais ir cilindriskais ruļļgultnis mazākas berzes un siltuma dēļ. Ievietojiet to pašu sēdekli zem aksiālā atbalsta, un tā vietā tiek izvēlēts koniskais ruļļgultnis, akceptējot nedaudz lielāku berzi¹⁹.

Koniskie ruļļgultņi arī nes lielas radiālās un aksiālās slodzes salīdzinājumā ar lodveida vai cilindriskajiem, jo koniskā ģeometrija palielina kontakta laukumu⁴. Tātad jautājums nav, kurš ruļļis ir labāks — tas ir, vai jūsu sēdeklis vajag aksiālo spēju.

Ja vajag, akceptējiet berzi un specificējiet konisko; ja nav, ņemiet vēsāko cilindrisko opciju.

Kur avoti nepiekrīt

Divi avoti dod dažādus aksiālās jaudas procentus tam pašam gultnim, un izmaksu un ātruma rangi nav izteikti vienādi katra avota pusē. Specifikācija, kas citē vienu figūru kā faktu, var tikt apstrīdēta ar piegādātāja paša katalogu, tāpēc uzskatiet katru apstrīdēto skaitli par diapazonu, ko apstiprināt, nevis skaitli, uz kura projektēt.

Tabula zemāk notur abas puses redzamas, lai jūs redzētu, kuru figūru pārbaudīt un kā (piegādātāja sniegtie dati).

Ko avoti nepierāda

• Nav izmēram saskaņotas radiālās slodzes pakāpes attiecības ruļļa pret lodīti
• Nav salīdzināmu ātruma robežu skaitļu (apgr./min. vai dN) saskaņotiem lodveida un ruļļu izmēriem
• Nav berzes koeficienta vai momenta vērtību lodveida pret ruļļu gultņiem
• Nav cenu figūru vai kvantitatīva izmaksu salīdzinājuma starp ruļļgultņiem un lodveida gultņiem
• Nav tipam specifisku ražotāja pieļaujamo izlīdzinājuma leņķu aiz 0,0005 rad bāzes un 1,0–1,5° īpašā pašiestatošā gadījuma
• Nav tieša stingrības (novirzes zem slodzes) salīdzinājuma starp ruļļgultņiem un lodveida gultņiem
• Neviens avots nesaka, ka ruļļgultņiem vajag vairāk smērvielas vai biežāku apkopi nekā lodveida gultņiem
• Nav izskaidrojuma par izmaksu starpību caur ražošanas sarežģītību vai materiāliem