แบริ่งลูกกลิ้งทรงกรวยสำหรับแรงโหลดตามขวางและตามแนวแกนผสม: เมื่อใดควรระบุใช้ และวิธีเลือกการจับคู่ แรงกดล่วงหน้า และการปรับตั้ง

คัดออกแบริ่งขวางล้วนและแบริ่งลูกปืนก่อน

การคัดกรองแรกคือทิศทางแรงโหลด ไม่ใช่ขนาดแรงโหลด ลูกกลิ้งทรงกรวยวิ่งบนร่องลูกปืนทรงกรวยในการสัมผัสแบบเส้น รูปทรงนั้นคือสิ่งที่ทำให้รับแรงโหลดตามขวางและตามแนวแกนได้พร้อมกัน — ส่วนประกอบตามแนวแกนรับได้ทางเดียวเท่านั้น¹¹⁷ การออกแบบ แบริ่งลูกกลิ้งทรงกระบอก รับแรงโหลดตามขวางล้วนและไม่มีความสามารถตามแนวแกน จึงไม่สามารถกำหนดขนาดสำหรับตำแหน่งรับแรงดันได้ ไม่ว่าค่าตามขวางจะใหญ่แค่ไหน¹¹ แบริ่งลูกปืนรับแรงดันได้ แต่แลกความสามารถรับแรงกับความเร็ว: การสัมผัสแบบจุดให้ความเร็วสูงสุดและค่า dN ที่สูงกว่า ขณะที่การสัมผัสแบบเส้นให้แบริ่งลูกกลิ้งมีค่าความสามารถรับแรงไดนามิกพื้นฐานสูงกว่าที่รูและเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเท่ากัน²⁶⁴ การแลกเปลี่ยนนี้คือการตัดสินใจทั้งหมดในเวอร์ชันย่อส่วน ถ้าตำแหน่งนั้นรับส่วนประกอบทั้งสองจริง แบริ่งขวางล้วนคือตระกูลที่ผิด และแบริ่งลูกปืนคือการประนีประนอมด้านความสามารถรับแรง; ถ้าส่วนประกอบตามแนวแกนเป็นเพียงส่วนเกิน โทษด้านความเร็วและความร้อนของลูกกลิ้งทรงกรวยไม่ซื้ออะไรเลย แหล่งข้อมูลไม่วัดปริมาณว่าเส้นแบ่งนั้นอยู่ตรงไหน การแยกจึงต้องถูกประเมินจากการใช้งาน มากกว่าจากอัตราส่วนที่เผยแพร่¹¹¹²

ภาระงานหนักพอที่จะให้เหตุผลแก่ลูกกลิ้งทรงกรวยหรือไม่?

ลูกกลิ้งทรงกรวยถูกอธิบายว่าเป็นทางเลือกทั่วไปในกรณีที่แรงโหลดผสมหนักและความแข็งแกร่งสำคัญ และปรากฏในเกียร์รถยนต์และรถบรรทุก ชุดล้อ อุปกรณ์อุตสาหกรรมโลหะและพลังงานลม การลำเลียงวัสดุ เหมืองแร่ และระบบส่งกำลังอุตสาหกรรม²⁵ แหล่งเดียวกันหมายเหตุว่าภาระงานเหล่านี้มักเกี่ยวข้องกับสภาพที่มีสิ่งปนเปื้อนและรุนแรง ซึ่งเวลาทำงานต่อเนื่องเป็นข้อกังวลหลัก — เป็นความเห็นเรื่องความรุนแรงของการใช้งาน ไม่ใช่ตัวเลขแรงโหลด²⁵ การแลกเปลี่ยนคือความร้อน ลูกกลิ้งทรงกรวยสร้างความร้อนมากกว่าลูกกลิ้งทรงกระบอกเล็กน้อย และโทษนี้ถูกยอมรับเพราะเหมาะกับแรงโหลดผสมตามขวางและตามแนวแกน¹² ไม่มีแหล่งใดในชุดนี้ให้เกณฑ์ Fa/Fr เชิงตัวเลขหรือเส้นตัดขนาดแรงโหลดที่เหนือกว่านั้นต้องเลือกลูกกลิ้งทรงกรวยแทนแบริ่งลูกปืนหรือลูกกลิ้งทรงกระบอก การตัดสินด้านขนาดจึงต้องทำตามความรุนแรงของภาระงาน — แรงกระแทก สิ่งปนเปื้อน ความต้องการความแข็งแกร่ง — แล้วยืนยันด้วยการคำนวณค่าความสามารถรับแรงของซัพพลายเออร์^1172512

แปลงแรงโหลดผสมเป็นแรงโหลดเทียบเท่าแล้วตรวจอายุการใช้งาน

ค่าความสามารถรับแรงตามขวางกับแรงโหลดตามแนวแกนไม่สามารถเทียบกันตรงๆ ได้ ส่วนประกอบทั้งสองจึงถูกลดเหลือแรงโหลดไดนามิกเทียบเท่า P หนึ่งค่า ซึ่งถูกใช้ในสูตรอายุการใช้งานตามค่ามาตรฐาน¹⁶ สำหรับแรงโหลดผสม รูปแบบมาตรฐานคือ P = X·Fr + Y·Fa โดย X และ Y ขึ้นกับชนิดและเรขาคณิตของแบริ่ง; สำหรับลูกกลิ้งทรงกรวยใช้ปัจจัยแรงดัน K แทน¹⁷¹⁸ แรงโหลดเทียบเท่าจากนั้นเข้าสู่ L10 = (C/P)^p × 1,000,000 รอบ โดย C คือค่าความสามารถรับแรงไดนามิกพื้นฐานจากแคตตาล็อก¹⁷⁴ ผลทางปฏิบัติคือผู้ซื้อกำหนดขนาดตำแหน่งลูกกลิ้งทรงกรวยจากแรงโหลดตามขวางเพียงอย่างเดียวไม่ได้ และคำนวณ P ไม่ได้หากไม่มีตัวประกอบที่แหล่งข้อมูลไม่ได้ให้ ขอให้ซัพพลายเออร์ระบุค่า X/Y หรือ K ที่ใช้ แสดง P ที่ได้ และให้อายุ L10 ที่แรงโหลดและความเร็วเป้าหมาย¹⁷¹⁸ ทราบด้วยว่า L10 เป็นการประมาณทางสถิติ; การหล่อลื่น สิ่งปนเปื้อน การวางตำแหน่งศูนย์ถ่วงเพี้ยน และอุณหภูมิสามารถทำให้อายุจริงเบี่ยงจากค่านี้ได้¹⁷

เลือกการตั้งค่าการติดตั้ง

เพราะลูกกลิ้งทรงกรวยรับแรงตามแนวแกนได้ทางเดียว ตำแหน่งที่ต้องต้านแรงดันสองทิศจึงต้องมีแถวแบริ่งมากกว่าหนึ่ง — นั่นคือเหตุผลที่ชนิดนี้มักถูกใช้เป็นคู่¹¹⁷ กรณีที่ไม่แยกด้านยึดและด้านลอย และระยะห่างระหว่างแบริ่งสั้นพอที่การหดตัวของเพลาไม่กระทบการทำงานมากนัก คู่แบริ่งสัมผัสมุมหรือลูกกลิ้งทรงกรวยแบบติดตั้งเป็นคู่คือเส้นทางที่ระบุ โดยปรับค่าเผื่อตามแนวแกนหลังติดตั้งด้วยน็อตหรือแผ่นชิม² การติดตั้งเป็นคู่ไม่ใช่รูปแบบเดียว การจัดวางหลังชนหลัง (O/DB) หน้าชนหน้า (X/DF) และแบบต่อเนื่องล้วนเป็นทางเลือกที่ถูกระบุ และแบบต่อเนื่องถูกอธิบายว่าเป็นวิธีเพิ่มความสามารถรับแรงตามแนวแกน³ แหล่งข้อมูลระบุการจัดวางเหล่านี้แต่ไม่ให้กฎเลือกระหว่างหลังชนหลังกับหน้าชนหน้าตามทิศทางหรือขนาดแรงโหลด การจัดวางจึงควรตกลงกับซัพพลายเออร์ตามทิศทางแรงดันจริงและความแข็งแกร่งที่ต้องการ³

ชุดจับคู่จากโรงงาน หรือการจับคู่แบริ่งที่ไม่ได้จับคู่มา

ทางเลือกนี้ตัดสินว่าใครทำงานปรับตั้ง ชุดดูเพล็กซ์ที่โรงงานจับคู่มามาพร้อมแรงกดล่วงหน้าหรือค่าเผื่อภายในตามแนวแกนที่ถูกกำหนดไว้แล้วโดยวงแหวนเว้นระยะที่แถมมาด้วย³ การจับคู่แบริ่งที่ไม่ได้จับคู่มาย้ายงานนั้นไปที่ฝั่งผู้ซื้อ: มิติตามแนวแกนที่เกี่ยวข้องของแบริ่งและ ถ้ามีผลบังคับ เฮ้าส์ซิ่ง ต้องถูกวัดก่อน กำหนดค่าเผื่อตามแนวแกนเป้าหมายหนึ่งค่า และสำหรับการจัดวางแบบ O ต้องเจียรวงแหวนเว้นระยะด้านในให้ถึงความแม่นยำที่ต้องการเพิ่มจากวงแหวนเว้นระยะด้านนอก³ ถ้าคู่ที่มีแรงกดล่วงหน้าจะอยู่ในการจัดวางหลังชนหลังที่แข็งแกร่งผ่านเฮ้าส์ซิ่ง ความกว้างเฮ้าส์ซิ่งก็ต้องถูกกำหนดเพื่อคำนวณความยาววงแหวนเว้นระยะที่มีผลด้วย³ นั่นคือต้นทุนของเส้นทางไม่จับคู่มา — การวัด การตัดสินค่าเผื่อ และวงแหวนเว้นระยะเจียร — และควรประเมินราคาเทียบกับส่วนชาร์จของชุดจับคู่สำเร็จก่อนส่ง RFQ ออกไป

ระบุแรงกดล่วงหน้าหรือค่าเผื่อเป็นตัวเลขตามแนวแกน

ค่าเผื่อลูกกลิ้งทรงกรวยไม่ใช่ตัวเลขตามขวาง การวัดตามขวางไม่สมจริงสำหรับลูกกลิ้งทรงกรวยสองและสี่แถวและโดยทั่วไปไม่ได้ทำ; ค่าเผื่อภายในจึงถูกนิยามเป็นค่าเผื่อตามแนวแกนแทน คือ Bench End Play (BEP)²³ ไม่มีค่า BEP มาตรฐาน — ค่าเหล่านี้ถูกออกแบบและระบุสำหรับการใช้งานแต่ละกรณี — การตั้งค่าจึงต้องถูกระบุเป็นตัวเลขตามแนวแกนสำหรับภาระงานเฉพาะ แทนการเลือกจากตารางค่าเผื่อ³³ แรงกดล่วงหน้าเป็นปลายอีกด้านของการตั้งค่าเดียวกัน: มันใช้แรงตามแนวแกนถาวรผ่านสปริง วงแหวน หรือฐานยึดแข็ง เพื่อกำจัดค่าเผื่อภายในและเพิ่มความแข็งแกร่ง⁶²¹ วิธีปรับตั้งเป็นส่วนหนึ่งของสเปกเคียงข้างตัวเลข — แผ่นชิมหรือน็อตหลังติดตั้ง วงแหวนเว้นระยะเจียร หรือการจัดวางที่กดด้วยสปริง²³ ซัพพลายเออร์เสนอราคาหรือตรวจยืนยันการตั้งค่าที่เขียนว่า "ค่าเผื่อปกติ" ไม่ได้; มันต้องการค่าตามแนวแกนหนึ่งค่าและวิธีที่ใช้ไปถึงค่านั้น²³³³

ตรวจความเร็วและอุณหภูมิก่อนให้สัญญา

ข้อได้เปรียบแรงโหลดผสมถูกชำระด้วยพื้นที่เผื่อด้านความเร็วและความร้อน ลูกกลิ้งทรงกรวยสร้างความร้อนมากกว่าลูกกลิ้งทรงกระบอกเล็กน้อย และแบริ่งลูกปืนโดยทั่วไปหมุนเร็วกว่าแบริ่งลูกกลิ้งขนาดใกล้เคียงกัน¹²²⁶ สองข้อชอบที่ถูกระบุวางกรอบการตรวจ: รักษาเฮ้าส์ซิ่งให้ต่ำกว่า 60 °C และพินิจพิเจณฑ์ความเร็วการทำงานใดๆ ที่อยู่ภายใน 80% ของความเร็วสูงสุด Nlim⁵ เหนือ 60 °C แนวทางเรียกให้ใช้น้ำมันพิเศษ ตรวจระดับสม่ำเสมอ และรอบเติมจารบีที่สั้นกว่ามากในกรณีที่ใช้จารบี⁵ ถ้าภาระงานอยู่ใกล้ขีดจำกัดใดขีดหนึ่งอยู่แล้ว ทางเลือกตรงไปตรงมาคือเปลี่ยนระบบหล่อลื่น ลดความเร็ว หรือทบทวนตระกูลแบริ่ง — ไม่ใช่สันนิษฐานว่าลูกกลิ้งทรงกรวยจะรับได้ ไม่มีแหล่งใดในชุดนี้ให้ความเร็วสูงสุดหรืออุณหภูมิการทำงานที่อนุญาตเชิงตัวเลขสำหรับขนาดลูกกลิ้งทรงกรวยหรือวิธีหล่อลื่นเฉพาะ Nlim และกรณีความร้อนจึงต้องได้จากแคตตาล็อกหรือซัพพลายเออร์⁵¹²²⁶

การตรวจก่อน RFQ ที่แหล่งข้อมูลตอบไม่ได้

หลักฐานยืนยันตรรกะการตัดสินใจ แต่ไม่ยืนยันตัวเลข รายการด้านล่างแต่ละข้อคือสิ่งที่แหล่งข้อมูลปล่อยว่าง จึงต้องขอจากซัพพลายเออร์แทนการสันนิษฐาน

• ✓ขอจากซัพพลายเออร์ว่าใช้ตัวประกอบ X/Y หรือปัจจัยแรงดัน K ใด แรงโหลดเทียบเท่า P ที่ได้ และอายุ L10 ที่แรงโหลดและความเร็วเป้าหมายของคุณ — ไม่มีแหล่งใดให้ค่าสากล [S17][S18].
• ✓ขอค่าเผื่อตามแนวแกนเป้าหมาย (BEP) และวิธีปรับตั้งสำหรับการจัดวางเฉพาะนี้; ไม่มีค่าค่าเผื่อลูกกลิ้งทรงกรวยมาตรฐาน [S23][S33].
• ✓ระบุว่าคุณซื้อชุดดูเพล็กซ์จับคู่จากโรงงานหรือจับคู่แบริ่งที่ไม่ได้จับคู่มา และใครเป็นผู้จัดหาวงแหวนเว้นระยะเจียร [S3].
• ✓ยืนยันการจัดวาง (หลังชนหลัง หน้าชนหน้า หรือต่อเนื่อง) ตามทิศทางแรงดันจริง; แหล่งข้อมูลไม่ให้กฎการเลือก [S3].
• ✓ขอความเร็วสูงสุดและอุณหภูมิการทำงานที่อนุญาตสำหรับแบริ่งและวิธีหล่อลื่นเฉพาะ แล้วเทียบกับข้อชอบ 60 °C และ 80%-ของ-Nlim [S5].
• ✓กำหนดระดับค่าเผื่อมิติจากความแม่นยำการหมุนของเพลา ณ จุดรองรับ — ระดับ 0 สำหรับการใช้งานทั่วไป ระดับ 5 ขึ้นไปสำหรับงานที่ต้องการสูง [S29][S13].
• ✓ตรวจการวางตำแหน่งศูนย์ถ่วงเพี้ยนที่การติดตั้งจะเจอจริง; ค่าความสามารถรับแรงของแบริ่งลูกปืน ลูกกลิ้งทรงกรวย และลูกกลิ้งทรงกระบอกสมมติว่ามันอยู่ภายใน 0.0005 เรเดียน (0.03°) [S31].

จุดที่แหล่งข้อมูลขัดแย้งกันเรื่องค่าเผื่อ

สองข้อความด้านล่างไม่ขัดแย้งกันในทางปฏิบัติ — ค่าเผื่อที่ตั้งได้ไม่เท่ากับค่าเผื่อมาตรฐาน — แต่ผู้ซื้อไม่ควรถือว่าค่าเผื่อลูกกลิ้งทรงกรวยเป็นสิ่งที่เปิดดูจากตารางได้

สิ่งที่แหล่งข้อมูลไม่ได้รับการยืนยัน

• ไม่มีค่าเกณฑ์ Fa/Fr เชิงตัวเลขหรือกฎอัตราส่วนภาระสำหรับเลือกแบริ่งลูกกลิ้งกรวยแทนแบริ่งลูกปืนหรือลูกกลิ้งทรงกระบอก
• ไม่มีค่าตัวประกอบ X/Y หรือค่าตัวประกอบแรงดันแกน K สำหรับคำนวณภาระไดนามิกเทียบเท่า P
• ไม่มีค่าการบีบล่วงหน้าเชิงตัวเลข ช่วงคลีแรนซ์แนวแกน หรือค่าคลาดเคลื่อนสำหรับการใช้งานเจาะจงใด
• ไม่มีกฎการเลือกระหว่างการจัดวางแบบ O กับแบบ X ตามทิศทางหรือขนาดของภาระ
• ไม่มีค่าการประกบเพลา/เฮาสิ่ง ขีดจำกัดกระตุก หรือข้อกำหนดความตั้งฉากของไหล่สำหรับการจัดวางที่เลือก
• ไม่มีข้อมูลเชิงพาณิชย์ ราคาต่อหน่วย ส่วนเพิ่มราคาชุดจับคู่ จำนวนสั่งขั้นต่ำ ระยะเวลาส่งมอบ ความพร้อมแบบมาตรฐานเทียบพิเศษ หรือต้นทุนเครื่องมือเฮาสิ่งปรับได้
• ไม่มีรายงานการตรวจสอบจริง ใบรับรองวัสดุ หรือข้อกำหนดการรับรองอุตสาหกรรมที่ระบุชื่อสำหรับแบริ่งหรือชุดจับคู่
• ไม่มีความเร็วจำกัดเชิงตัวเลขหรืออุณหภูมิทำงานที่ยอมรับได้สำหรับขนาดแบริ่งลูกกลิ้งกรวยหรือวิธีหล่อลื่นเจาะจง
• ไม่มีเป้าหมาย L10 หรือ Lnm เฉพาะ หรือสเปกตรัมภาระ สำหรับการใช้งานของผู้ซื้อ