Para łożysk stożkowych a łożysko wzdłużne przy obciążeniu złożonym promieniowo-osiowym: jak zdecydować i co zweryfikować przed zapytaniem ofertowym

Przelicz obciążenie złożone na zastępcze obciążenie dynamiczne, zanim cokolwiek porównasz

Podstawowa nośność dynamiczna łożyska C jest pojedynczym stałym obciążeniem. Nie można zestawić ze sobą szczytowego obciążenia promieniowego ani szczytowego obciążenia osiowego i odczytać trwałość.

Obciążenia działające zastępuje się jednym obciążeniem o stałej wartości i stałym kierunku, które dałoby tę samą trwałość przy tej samej prędkości — jest to zastępcze obciążenie dynamiczne P¹⁵. To P, zbudowane ze składowej promieniowej i osiowej poprzez współczynniki X i Y, wchodzi do porównania L10 z C¹⁷.

Wymiarowanie na surowe obciążenie szczytowe jest zidentyfikowanym błędem doboru i to w kierunku, który ma znaczenie: przypadek złożony jest zaniżony, więc obliczona trwałość jest optymistyczna^15,17.

Wykładnik trwałości różni się w zależności od elementu tocznego — 3,0 dla łożysk kulkowych, 10/3 dla łożysk wałeczkowych — więc ten sam stosunek P/C nie daje tej samej trwałości w różnych rodzinach⁸. Zanim wybierzesz jakikolwiek typ do wstępnej listy, poproś dostawcę o współczynniki X i Y dla konkretnego łożyska stożkowego i wzdłużnego, które rozważasz.

Źródła w tym zestawie nie podają tych współczynników dla żadnego z typów, a bez nich nie można obliczyć P dla swojego kandydata.

Czy jedno łożysko stożkowe może przenosić obie składowe, czy obciążenie osiowe wymaga łożyska wzdłużnego?

Łożysko stożkowe przenosi jednocześnie obciążenie promieniowe i osiowe w jednym kierunku. Dlatego pojawia się w ciężkich przypadkach obciążeń złożonych, takich jak osie samochodowe i wały wyjściowe skrzyń biegów¹⁶.

Wskazówki doboru jednego z dostawców mówią wprost: stosuj łożyska stożkowe do dużych obciążeń złożonych promieniowych i jednokierunkowych osiowych, takich jak piasta koła lub wał wyjściowy skrzyni biegów. Oczekuj też znacznie większej nośności złożonej niż w przypadku łożyska kulkowego skośnego o podobnym rozmiarze, przy niższej prędkości maksymalnej⁹.

Łożysko wzdłużne to inny układ. Tam, gdzie obciążenie osiowe jest duże, łożyska wzdłużne stosuje się razem z łożyskami promieniowymi, a nie samodzielnie¹⁸.

Oznacza to, że droga z łożyskiem wzdłużnym nie jest zamianą równorzędną: dodaje drugie miejsce łożyskowania i cechy obudowy do osadzenia obu. Czego dowody nie dają, to punkt przecięcia.

Żadne źródło w tym zestawie nie określa ilościowo obciążenia osiowego, przy którym łożysko stożkowe staje się niewystarczające, a łożysko wzdłużne staje się konieczne. Traktuj więc wybór jako ocenę własnego przypadku obciążenia.

Poproś dostawców o podanie nośności osiowej każdego kandydata przy Twoim otworze.

Wyklucz kandydatów ze względu na prędkość, zanim poświęcisz czas na szczegóły montażu

Łożyska stożkowe kupują nośność złożoną kosztem prędkości. Te same wskazówki dostawcy, które zalecają je do dużych obciążeń złożonych, zauważają niższą prędkość maksymalną w stosunku do łożyska kulkowego skośnego o podobnym rozmiarze⁹.

W porównaniu z łożyskami walcowymi różnica jest jeszcze większa: jeden z dostawców łożysk podaje, że limity prędkości łożysk walcowych mogą być do 60% wyższe niż w przypadku łożysk stożkowych o porównywalnym rozmiarze¹⁹. Przydatnym sitem jest porównanie prędkości roboczej z prędkością graniczną kandydata.

Każda prędkość robocza w granicach 80% limitu powinna być dokładniej zbadana²⁷. Jeśli Twój wał znajduje się w tym przedziale, para łożysk stożkowych jest układem, który należy zakwestionować w pierwszej kolejności, a nie tym, który należy uszczegóławiać.

Łożyska wzdłużne to trudniejsza luka. Źródła w tym zestawie nie podają wartości prędkości granicznych dla łożysk wzdłużnych, więc nie można przeprowadzić tego samego sita 80% dla opcji wzdłużnej na podstawie opublikowanych danych.

Przed wyborem tej drogi poproś dostawcę o prędkość graniczną konkretnego łożyska wzdłużnego w Twoich warunkach smarowania.

Sprawdź współosiowość wału i obudowy względem tego, co łożysko może pochłonąć

Porównywane nośności opierają się na prostej maszynie. Nośność łożysk kulkowych, stożkowych i walcowych jest oparta na niewspółosiowości nieprzekraczającej 0,0005 rad (0,03°).

Powyżej tego trwałość L10 spada poniżej wartości obliczonej²³. Niewspółosiowość pojawia się na dwa sposoby: obudowy ustawione nie w linii lub wał uginający się pod obciążeniem²³.

Jeśli Twój wał jest długi, słabo podparty lub obciążony między łożyskami, to ugięcie należy oszacować przed ustaleniem typu. Łożyska baryłkowe i samonastawne łożyska wzdłużne są zbudowane do pochłaniania niewspółosiowości w zakresie od 1,0° do 1,5°²³, a łożyska baryłkowe pozwalają wałowi i obudowie na wzajemne przesunięcie²⁴.

Zwykła para łożysk stożkowych lub łożysko wzdłużne z płaskim osadzeniem nie ma takiego zapasu. Zatem sprawdzenie polega na tym: czy obliczone ugięcie i tolerancja obudowy mieszczą się w granicach 0,03°?

Jeśli nie możesz tego wykazać, rodziny samonastawne powinny znaleźć się na wstępnej liście, a pytanie o wybór między łożyskiem stożkowym a wzdłużnym jest drugorzędne.

Potwierdź, że układ można zamontować i wyregulować w posiadanej obudowie

Przeciwstawna para łożysk stożkowych nie jest rozwiązaniem gotowym do wstawienia. Tam, gdzie nie rozróżnia się strony stałej i swobodnej, a rozstaw łożysk jest krótki, parę łożysk stożkowych lub kulkowych skośnych montuje się w układzie parowanym, aby przenosić obciążenie osiowe.

Po montażu luz osiowy reguluje się nakrętkami lub podkładkami¹⁸. Montaż twarzą do siebie ułatwia składanie, gdy wymagany jest wcisk na pierścieniu wewnętrznym, ale regulacja napięcia wstępnego wymaga wtedy ostrożności²⁰.

Krok regulacji to miejsce, w którym kryje się koszt. Napięcie wstępne jest opisywane jako operacja, która może odstraszyć ludzi, nawet gdy cena jednostkowa jest rozsądna⁷.

Jeśli Twoja linia montażowa nie ma stanowiska do ustawiania luzu lub napięcia wstępnego, ta robocizna gdzieś się pojawi. Droga z łożyskiem wzdłużnym przenosi problem, a nie usuwa go: nadal potrzebujesz prawidłowo osadzonego łożyska wzdłużnego plus oddzielnego łożyska promieniowego¹⁸.

Źródła nie podają ilościowego wymagania prostopadłości dla powierzchni osadzenia łożyska wzdłużnego. Dlatego tolerancję osadzenia należy uczynić wyraźnym pytaniem do dostawcy, a nie założeniem w rysunku.

Ustal smarowanie i nie przenoś obciążenia osiowego na łożyska, które nie są do tego zbudowane

Nie pozwól, aby łożysko walcowe przejmowało składową osiową dla wygody. Łożyska walcowe z kołnierzami mogą przenosić pewne obciążenie osiowe.

Ale ograniczenia różnią się od przypadku promieniowego: ciepło tarcia od poślizgu na styku czoła wałeczka z kołnierzem, zużycie kołnierza i czoła wałeczka, rozmazywanie na tym styku i pękanie kołnierza³¹. Chłodzenie przepływem oleju jest częścią sposobu ustalania tej nośności²⁵.

Wybór smarowania wynika z tego. Układy olejowe kosztują więcej niż smarowanie smarem pod względem inwestycji początkowej i konserwacji, z problemami wycieków i utylizacji.

Ale te wady mogą być nieistotne w porównaniu z kosztem powtarzających się awarii i przestojów⁶. Temperatura obudowy stawia kolejne ograniczenie: powyżej około 60 °C potrzebny jest specjalistyczny olej, stała kontrola poziomu i krótsze odstępy między smarowaniami²⁷.

Dla Twojej maszyny decyzja polega na tym, czy warunki uzasadniają układ olejowy, czy smar plus prawidłowo dobrane łożysko utrzymują obudowę poniżej tej temperatury. Źródła nie porównują wrażliwości łożysk wzdłużnych na głodzenie smarowania z tolerancją smaru w łożyskach stożkowych.

Więc jeśli opcja wzdłużna wchodzi w grę, przedstaw warunki smarowania dostawcy na piśmie.

Co umieścić w zapytaniu ofertowym, aby oferty były porównywalne

Źródła rozstrzygają wybór jakościowy, ale nie zawierają cen, terminów realizacji ani danych o nośności osiowej, więc zapytanie ofertowe musi je wydobyć. Zadaj każdemu dostawcy te same pytania, aby móc porównać odpowiedzi obok siebie.

• ✓Współczynniki obciążenia zastępczego X i Y dla konkretnego łożyska stożkowego i wzdłużnego przy Twoim otworze.
• ✓Dopuszczalne obciążenie osiowe dla każdego kandydata przy Twoim otworze i prędkości — żadne źródło w tym zestawie go nie podaje.
• ✓Prędkość graniczna dla łożyska wzdłużnego w Twoich warunkach smarowania — sito 80% wymaga tej wartości.
• ✓Czy podana cena obejmuje regulację napięcia wstępnego lub luzu, czy jest to robocizna montażowa po Twojej stronie.
• ✓Tolerancja płaskości i prostopadłości powierzchni osadzenia dla łożyska wzdłużnego, podana przez dostawcę.
• ✓Zalecenie smarowania i odstęp między smarowaniami przy temperaturze Twojej obudowy.
• ✓Termin realizacji dla wariantu standardowego oraz dla ewentualnej pary dopasowanej lub wariantu specjalnego.

Zanim złożysz zapytanie ofertowe

• Dowody pozostawiają tę kwestię otwartą — przedyskutuj ją z dostawcą: współczynniki obciążenia X i Y dla łożysk stożkowych i wzdłużnych – potrzebne do obliczenia równoważnego obciążenia dynamicznego P.
• Dowody pozostawiają tę kwestię otwartą — przedyskutuj ją z dostawcą: liczbową dopuszczalną obciążność wzdłużną lub naprężenie kontaktowe dla łożysk wzdłużnych kulkowych w porównaniu ze stożkowymi przy danym wymiarze.
• Dowody pozostawiają tę kwestię otwartą — przedyskutuj ją z dostawcą: wartości granicznej prędkości obrotowej dla łożysk wzdłużnych, przez co przesiewanie 80% prędkości granicznej nie może być wykonane dla wariantu wzdłużnego na podstawie opublikowanych danych.
• Dowody pozostawiają tę kwestię otwartą — przedyskutuj ją z dostawcą: ilościowe wymaganie dotyczące płaskości i prostopadłości powierzchni oporowej dla łożysk wzdłużnych.
• Poproś o pisemną ofertę z podstawą ceny, minimalną ilością zamówienia, oprzyrządowaniem, warunkami płatności i czasem realizacji.
• Dowody pozostawiają tę kwestię otwartą — przedyskutuj ją z dostawcą: bezpośrednie porównanie wrażliwości łożysk wzdłużnych na smarowanie lub jego niedobór z tolerancją łożysk stożkowych na smar plastyczny i olej.