Łożyska kulkowe zwykłe a łożyska walcowe do czysto promieniowych obciążeń: obciążenie, prędkość i niewspółosiowość

Na jaki typ wskazuje wielkość obciążenia promieniowego

Zacznij od obciążenia, nie od ceny. Łożysko kulkowe przenosi obciążenie poprzez kontakt punktowy, gdzie kulki stykają się z bieżnią na małych elipsach; łożysko walcowe przenosi je poprzez kontakt liniowy wzdłuż długości wałeczka^6,10.

Ta geometria jest powodem, dla którego łożysko walcowe zazwyczaj ma wyższą podstawową nośność dynamiczną niż łożysko kulkowe o tym samym otworze i średnicy zewnętrznej. I dlatego praktyczna zasada doboru mówi: lekkie do umiarkowanych obciążeń – łożyska kulkowe, ciężkie obciążenia – łożyska walcowe^10,15.

Dla czysto promieniowego obciążenia łożysko walcowe jest typem, który preferuje ta geometria, a łożysko kulkowe zwykłe to typ odpowiedni do lżejszych obciążeń promieniowych. Ten sam kontakt liniowy, który zwiększa nośność, generuje również więcej tarcia i ciepła na obrót, więc korzyść obciążeniowa nie jest darmowa¹⁰.

Przed podjęciem decyzji zapytaj każdego dostawcę o Cr i C0r ich kandydata przy Twoim otworze, ponieważ źródła nie podają nośności CRB przy otworze porównywalnym do żadnego odniesienia DGBB.

Czy wymagana prędkość wyklucza łożysko walcowe

Kontakt liniowy generuje więcej tarcia i ciepła na obrót niż kontakt punktowy, więc łożyska walcowe zazwyczaj mają niższą prędkość graniczną i wartość dN niż porównywalne łożysko kulkowe^10,15. Jeśli docelowa prędkość jest wysoka, ten mechanizm decyduje o typie: DGBB jest tym, który może ją osiągnąć, a CRB tym, który może być trzeba wykluczyć.

6304ZZ, DGBB o otworze 20 mm, pokazuje, jak bardzo sam wybór uszczelnienia przesuwa górną granicę: 14000 obr/min w wersji ZZ/2RS, 10000 obr/min z uszczelnieniami stykowymi DU/DDU i 17000 obr/min w wersji otwartej². Opór uszczelnienia jest powodem, dla którego wartości dla wersji uszczelnionej są niższe od otwartej^1,2.

Zatem uszczelnione DGBB może nadal spełniać wymagania prędkościowe, które otwarte osiągnęłoby łatwiej, a różnica między nimi wynosi tysiące obr/min przy tym otworze². Żadne źródło w tym zestawie nie podaje prędkości granicznej CRB przy tym samym otworze, więc nie można odczytać porównania prędkości jak dla jak przy tym otworze.

Zapytaj dostawcę o prędkość graniczną i dN dla CRB przy Twoim otworze i porównaj z wymaganą prędkością¹⁵.

Kiedy niewspółosiowość usuwa oba typy z listy

Ani łożysko kulkowe zwykłe, ani łożysko walcowe nie są konstrukcją samonastawną^5,8,12. Jeśli nie można zagwarantować idealnego ustawienia, zaleca się skłanianie się ku konstrukcjom samonastawnym lub zastosowanie większego luzu wewnętrznego⁵.

Długie wały, niska dokładność montażu lub ryzyko ugięcia wału wskazują w tym samym kierunku⁸. Łożysko kulkowe samonastawne pozwala łożysku na przegub bez zacięć, ale jego nośność jest niższa niż porównywalnego łożyska zwykłego, więc wymieniasz nośność na zdolność do wyrównania¹².

Niewspółosiowość i odkształcenie oprawy również obniżają rzeczywistą trwałość poniżej obliczonej L10, a źródła opisują FEA i zoptymalizowane profilowanie wałeczków jako sposoby minimalizowania tego obniżenia, a nie jego eliminacji²⁰.

Żadne źródło w tym zestawie nie podaje dopuszczalnej niewspółosiowości kątowej w stopniach lub mrad dla DGBB ani CRB, więc nie można sprawdzić kąta niewspółosiowości względem opublikowanego limitu. Jeśli ustawienie wału lub oprawy jest niepewne, zapytaj dostawcę, jaką niewspółosiowość kątową toleruje ich konkretna konstrukcja i jak obniżają trwałość z tego powodu.

Czy aplikacja wymaga jakiegokolwiek ustalenia osiowego

Czysto promieniowe obciążenie samo w sobie nie rozstrzyga o typie, ponieważ układ może nadal wymagać ustalenia wału w kierunku osiowym. DGBB może przenosić obciążenia promieniowe i osiowe w obu kierunkach; przy czysto promieniowym obciążeniu jego kąt działania jest nominalnie zerowy.

A gdy przyłożone jest obciążenie osiowe, powstaje kąt działania, ale nośność osiowa zazwyczaj nie przekracza około 20-30% statycznej nośności promieniowej¹. Standardowe łożysko walcowe jest tylko promieniowe, chyba że określono konstrukcję z obrzeżami, taką jak NUP lub NH^17,19.

CRB z jedną prostą bieżnią jest preferowanym łożyskiem po stronie pływającej, ponieważ wałeczki ślizgają się po prostej bieżni, a łożysko kompensuje przemieszczenie osiowe zamiast z nim walczyć¹⁹. To sprawia, że standardowy CRB dobrze nadaje się na pozycję pływającą, a słabo na pozycję ustalającą.

Jeśli Twój układ wymaga jakiegokolwiek ustalenia osiowego, albo określ DGBB, albo przejdź na konstrukcję walcową z obrzeżami NUP/NH i potwierdź u dostawcy, który z ich wariantów CRB przenosi obciążenie osiowe.

Tarcie, ciepło i sztywność: co źródła podają, a czego nie

Różnica w tarciu wynika z tej samej geometrii co różnica w obciążeniu. Kontakt punktowy daje DGBB niższe tarcie i ciepło na obrót, podczas gdy kontakt liniowy CRB generuje więcej obu^1,10.

To jest odpowiedź kierunkowa i jest spójna we wszystkich źródłach. Źródła nie podają jednak wartości momentu tarcia ani sztywności promieniowej dla żadnego z typów przy wspólnym otworze, więc nie można podać liczbowo różnicy na podstawie tej strony.

Jeśli moment tarcia lub ugięcie promieniowe mają znaczenie dla Twojej konstrukcji — na przykład gdy odprowadzanie ciepła lub sztywność wału są ograniczeniem — poproś dostawcę o te wartości dla ich konkretnego kandydata przy Twoim otworze, obok nośności. Wybór typu można oprzeć na dowodach kierunkowych; wielkości kary za tarcie i sztywność nie można.

Smarowanie i uszczelnienie: ustal wybór uszczelnienia wraz z wymaganiami prędkościowymi

Opór uszczelnienia obniża prędkość graniczną DGBB, więc decyzję o uszczelnieniu i wymagania prędkościowe trzeba rozstrzygnąć razem, a nie jedno po drugim^1,2. 6304ZZ ilustruje wielkość tego efektu: 14000 obr/min w wersji ZZ/2RS w porównaniu do 17000 obr/min w wersji otwartej, z uszczelnieniami stykowymi DU/DDU przy 10000 obr/min².

Jeśli określasz uszczelnione DGBB dla ochrony przed zanieczyszczeniami, akceptujesz niższą prędkość graniczną niż w wersji otwartej tego samego łożyska. Źródła opisują warianty uszczelnione DGBB i ich wpływ na prędkość, ale nie podają danych dotyczących uszczelnienia ani przepływu oleju dla łożyska walcowego.

Nie można więc zakładać, że istnieje opcja uszczelnionego CRB ani ile kosztowałoby to w prędkości. Przed napisaniem zapytania ofertowego potwierdź u dostawcy, jakie warianty uszczelnione lub osłonięte faktycznie oferują dla wybranego typu i jaka prędkość graniczna dotyczy tego wariantu.

Co uzyskać od dostawcy przed zatwierdzeniem typu

Źródła nie podają porównywalnych cen, MOQ, czasów realizacji ani danych dotyczących certyfikatów kontroli dla tych dwóch typów przy wspólnym otworze. Dlatego uzasadnienie handlowe trzeba zbudować na odpowiedziach dostawców, a nie na tej stronie.

Dowody kosztowe są tylko kierunkowe: DGBB jest opisywane jako ogólnie najbardziej ekonomiczna opcja łożyska kulkowego ze względu na produkcję masową. A łożyska walcowe są zazwyczaj droższe przy tym samym rozmiarze i klasie^1,25.

Użyj poniższej listy kontrolnej do zebrania danych, których źródła nie podają.

• ✓Cr i C0r dla kandydata CRB przy Twoim otworze, do porównania z nośnością DGBB
• ✓Prędkość graniczna i dN dla kandydata CRB przy Twoim otworze, do porównania z wymaganą prędkością
• ✓Dopuszczalna niewspółosiowość kątowa dla konkretnej konstrukcji, ponieważ żaden kąt nie jest publikowany dla żadnego typu
• ✓Moment tarcia i sztywność promieniowa przy Twoim otworze, ponieważ źródła nie podają żadnego z nich
• ✓Dostępność wariantu uszczelnionego lub osłoniętego i jego prędkość graniczna, dla wybranego typu
• ✓Cena jednostkowa, MOQ i zadeklarowany czas realizacji dla obu typów przy Twoim otworze, ponieważ istnieją tylko kierunkowe dowody kosztowe
• ✓Klasa dokładności i dokładność ruchu proponowana przez dostawcę oraz certyfikat kontroli, który dostarczą

Gdzie źródła różnie ujmują różnicę kosztów

Dwa poniższe stwierdzenia dotyczące kosztów nie są sprzeczne — jedno opisuje łożyska kulkowe jako ekonomiczny wybór ogólny, drugie opisuje łożyska walcowe jako droższe przy tym samym rozmiarze i klasie. Ale ujmują porównanie inaczej, więc kupujący nie powinien odczytywać żadnego z nich jako ceny jednostkowej.

Traktuj oba jako kierunkowe i poproś każdego dostawcę o ich własne dane.

Przed zapytaniem ofertowym

• brak wartości Cr lub C0r dla łożyska walcowego w średnicy otworu porównywalnej z łożyskiem DGBB 6304ZZ.
• brak obliczenia trwałości L10 dla obu typów przy rzeczywistym obciążeniu promieniowym i prędkości.
• Zapytaj o istotne kierunki eksportu, referencje z eksploatowanych instalacji i kontakty do porównywalnych klientów.
• brak dopuszczalnego kąta miskolistości w stopniach lub mrad dla DGBB i CRB.
• brak skwantyfikowanego wpływu danego kąta miskolistości na rozkład obciążenia lub trwałość obu typów.
• brak tabeli dopuszczalnych stosunków Fa/Fr dla obu typów.
• brak wartości momentu tarcia lub sztywności promieniowej dla obu typów przy tej samej średnicy otworu.
• brak metody smarowania lub wymagań przepływu oleju specyficznych dla łożysk walcowych (CRB).
• Zażądaj pisemnej wyceny obejmującej podstawę ceny, minimalną wielkość zamówienia, oprzyrządowanie, warunki płatności i termin realizacji produkcji.
• Zażądaj numerów certyfikatów, jednostek wystawiających, zakresu i ważności dla dokładnego modelu i rynku docelowego.
• brak informacji o dostępności wersji uszczelnionych lub z tarczami osłonowymi dla CRB.