Emparelhamento de rolamentos de contato angular: escolhendo DB, DF ou DT e uma rota de pré-carga antes do RFQ

Elimine as disposições que não conseguem suportar a direção da sua carga axial

Comece pela direção do esforço axial, porque ela elimina opções antes de qualquer argumento de rigidez. Um rolamento de contato angular de uma carreira tem as pistas deslocadas ao longo do eixo, e esse deslocamento é o que lhe permite suportar carga axial em apenas uma direção⁹.

Se a sua aplicação inverte o sentido — uma árvore que usina nos dois sentidos, um eixo que precisa ser posicionado axialmente nos dois lados — um único rolamento não faz o trabalho. A disposição tem de ser um par⁹.

O tandem (DT) também não responde a uma carga reversível. Em DT os dois rolamentos dividem a carga no mesmo sentido, o que aumenta a capacidade axial unidirecional, mas não acrescenta capacidade no sentido oposto⁸⁹.

Onde se usa um par em tandem, o esforço oposto ainda tem de ser suportado por outro elemento no eixo³. O primeiro corte é simples: carga axial bidirecional aponta para DB ou DF, e DT fica reservado para aplicações pesadas em um único sentido.

DB ou DF: rigidez a momento contra tolerância ao desalinhamento

Tanto DB como DF suportam carga axial bidirecional, pelo que a escolha entre eles se refere a momento e alinhamento, não a capacidade de empuxo. Em costas com costas (DB) os vértices do ângulo de contato apontam para fora, o que dá ao par um grande vão efetivo.

Esse vão é o que produz alta rigidez a momento e resistência ao tombamento¹². O DF inverte a geometria, encurtando o vão efetivo e reduzindo a capacidade de momento.

Mas o vão mais curto tolera melhor o desalinhamento angular entre eixo e caixa⁸¹². A prática de montagem acrescenta uma segunda condição.

Onde é necessária interferência entre o anel interno e o eixo e é possível haver erro de montagem, a disposição face a face simplifica a montagem¹³. Onde o requisito é alta rigidez sob pré-carga, costas com costas é a disposição recomendada¹³.

É por isso que o DB é descrito como a disposição mais comum e versátil para árvores de máquinas-ferramenta¹². O que não se pode obter desta evidência é um número.

Nenhuma fonte aqui fornece um limite de rigidez ou de carga de momento que indique onde o DB deixa de ser adequado e o DF se torna necessário⁸¹²¹³. Trate a escolha como qualitativa e coloque a carga de momento e a margem de alinhamento na frente do fornecedor.

Conjunto duplex pareado ou par não pareado com espaçadores retificados

A pré-carga em um conjunto emparelhado na maioria das vezes é obtida encomendando um par duplex pareado¹². Em um conjunto pareado de fábrica, a pré-carga ou a folga axial interna já está definida pelos anéis espaçadores fornecidos com o par.

Assim, o trabalho de regulagem está feito antes de os rolamentos chegarem⁴. Emparelhar rolamentos não pareados transfere esse trabalho para dentro da sua oficina.

Exige medição prévia das dimensões axiais relevantes dos rolamentos e, quando aplicável, da caixa; uma decisão sobre a folga axial alvo. E, para a disposição O (DB), a fabricação de um anel espaçador interno além do externo, retificado com a precisão que as condições de serviço exigem⁴.

Se um par pré-carregado for suportado rigidamente em costas com costas através da caixa, a largura da caixa também tem de ser determinada para calcular o comprimento efetivo do espaçador⁴. A largura do espaçador não é um detalhe neutro depois que o par é montado.

Se o espaçador do eixo for mais estreito que o da caixa, a pré-carga aumenta na disposição O (DB) e diminui na disposição X (DF)²². Essa assimetria é a alavanca que você usa para ajustar a pré-carga em um par não pareado.

E é a razão pela qual um conjunto pareado, em que o fornecedor já fixou a geometria, remove uma variável da sua linha de montagem.

Escolher uma classe de pré-carga ou um valor discreto de força

A pré-carga é indicada como classe ou como força discreta, dependendo do sistema de especificação que o seu desenho segue. A rota ISO usa GA, GB e GC para pré-carga leve, média e pesada; a rota americana usa sufixos associados a uma força declarada em newtons³.

A pré-carga em si é o que elimina a folga interna, eleva a rigidez e evita o deslizamento das esferas, de modo que a classe que você indicar define o comportamento do par¹⁸. O que a tabela não lhe dá é o valor para o tamanho do seu rolamento.

A força por trás de uma classe GA, GB ou GC, e o deslocamento axial ou a variação do ângulo de contato que qualquer uma produz, não é publicado nesta evidência³¹⁸. Indique a classe ou a força discreta e depois peça ao fabricante o valor por tamanho e o deslocamento resultante.

Ângulo de contato e teto de rotação antes de fixar a disposição

O ângulo de contato é a outra metade da decisão carga contra rotação, e ele se fixa na encomenda, não na montagem. Um ângulo mais íngreme eleva a capacidade axial e a rigidez axial; um mais raso suporta rotação mais alta e mais carga radial⁸⁹¹⁸.

Rolamentos de alta precisão e alta rotação normalmente usam 15°, enquanto 40° é onde a capacidade axial é maximizada⁸⁹. Depois, a rotação condiciona a gaiola e a lubrificação.

Quando um rolamento é selecionado para trabalhar a até 80% da sua rotação limite, o departamento de engenharia do fabricante deve analisar a aplicação e recomendar o método de lubrificação e a gaiola¹⁰.

Quando a rotação de operação excede muito a rotação limite, é necessária uma construção de gaiola mais robusta devido às tensões centrífugas envolvidas¹⁰. Um fornecedor afirma que rolamentos de ângulo pequeno de 15° podem exceder 30.000 RPM sob lubrificação a óleo para certos tamanhos.

Mas é um valor específico do fornecedor para tamanhos particulares, e não um limite aplicável à sua própria seleção¹⁸. Portanto, antes de fixar a disposição, verifique a rotação de operação contra a rotação limite do tamanho que pretende comprar e encaminhe a decisão de lubrificação e gaiola ao fornecedor, em vez de presumi-la.

Se os fatores de carga equivalente publicados se aplicam ao seu par pré-carregado

Se pretende calcular a vida L10 por conta própria, a disposição escolhida altera a aritmética. Os fatores de carga dinâmica equivalente X e Y diferem entre uma disposição de uma carreira ou em tandem e um par DB ou DF.

E também dependem do ângulo de contato e da razão entre carga axial e radial²⁵. A um ângulo de contato de 15° com Fa/Fr acima de e, por exemplo, Y é 1,47 para disposição de uma carreira ou tandem, contra 2,39 para um par costas com costas ou face a face²⁵.

Usar a coluna errada desloca a carga equivalente e, portanto, a vida calculada. Há ainda uma condição adicional a verificar.

As equações de carga equivalente para disposições emparelhadas aplicam-se quando a folga interna e a pré-carga durante a operação são zero¹⁵. Um par pré-carregado não cumpre essa suposição, pelo que os fatores publicados são um ponto de partida, não a resposta final para um conjunto pré-carregado.

Pergunte ao fornecedor qual base de carga equivalente foi usada no valor de vida que ele cita e se ela considera a pré-carga que você especificou.

O que obter do fornecedor antes de o RFQ sair

A evidência publicada nomeia os requisitos de pré-carga e montagem, mas fica aquém dos números de que você precisa para comprar. Estes são os itens a solicitar em vez de presumir.

• ✓Valor de pré-carga por tamanho para a classe ou força discreta que especificou, mais o deslocamento axial resultante e a variação do ângulo de contato
• ✓Classe de tolerância de precisão que o fornecedor propõe para a disposição e a pré-carga, e a norma contra a qual é declarada
• ✓Dimensões de ombro e raio, e dados de rosca da porca de fixação, para o eixo e a caixa que pretende usar
• ✓Se o par é fornecido como conjunto duplex pareado com anéis espaçadores predefinidos, ou como rolamentos embalados individualmente que você terá de emparelhar e calçar
• ✓Se os rolamentos são universal-matchable, de modo que quaisquer duas unidades em estoque possam ser montadas juntas
• ✓Variação térmica da pré-carga na sua faixa de temperatura de operação — alguns fornecedores oferecem uma calculadora de faixa térmica para isso
• ✓Vida L10 para o seu espectro de carga real e para a combinação disposição/pré-carga, e não uma capacidade de catálogo

Onde as fontes divergem ou deixam um valor em aberto

Algumas grandezas aparecem em mais de uma forma entre as fontes, e as diferenças importam quando você escreve a especificação.

O que as fontes não estabelecem

• Nenhum valor de pré-carga por tamanho, nem deslocamento axial resultante ou variação do ângulo de contato para qualquer classe de pré-carga ou força discreta.
• Nenhuma classe de tolerância de precisão (ABEC/ISO P4, P2) vinculada a uma pré-carga ou disposição específica.
• Nenhum limite quantitativo de rigidez ou de carga de momento para decidir DB contra DF.
• Nenhuma quantificação da variação térmica da pré-carga e nenhuma tabela de rotação limite para disposições específicas.
• Nenhuma dimensão de ombro ou raio, dados de rosca da porca de fixação ou informação de universal-matchability.
• Nenhum resultado de vida L10 para combinações específicas de disposição e pré-carga ou espectros de carga.
• Nenhum dado de custo unitário, MOQ ou disponibilidade de pares pareados específico de contato angular.
• Pré-carga por mola e os métodos de pré-carga por calça ou porca de fixação são nomeados no requisito, mas não descritos substancialmente na evidência, pelo que não podem ser comparados aqui com a pré-carga de conjunto pareado.