Redüktör Rulman Düzeni: Sabit Uç ile Kayan Uç ve Dişli Yüklerinin Tipi Nasıl Belirlediği

Bu redüktör hiç sabit uç ve kayan uç gerektiriyor mu?

İki veya üç rulman üzerindeki bir mil, eksenel konumunu sabitlemek için tek bir sabit rulmana ihtiyaç duyar; itki ihmal edilebilir düzeyde olsa bile¹⁰. Destekler birbirinden uzak olduğunda mil ve gövde farklı miktarlarda büyür ve diferansiyel genleşmenin parazit eksenel kuvvet yaratmaması için bir rulmanın kayması gerekir¹⁰.

Aynı durum iki rulman konumu arasındaki eksenel tolerans yığınları için de geçerlidir¹⁰. Isıl hareket iki yoldan biriyle karşılanır.

Kayan rulman milin eksenel olarak kaymasına izin verir ya da tasarlanan iç boşluk değişimi karşılar; daha büyük radyal boşluk daha sıcak iç bileziğe uyar ve bu boşluk mil genleştiğinde kapanır⁴. Silindirik makaralı NU/N tipleri yer değiştirmeyi rulmanın içinde karşılayabilir²³.

Destekleri arasında belirgin mesafe olan uzun bir redüktör mili, tek sabit ve tek kayan rulmanın gerektiği durumdur¹⁰. Büzülmesi çalışmayı önemli ölçüde etkilemeyen kısa bir mil ise iki ucun ayrılmasının gerekmediği durumdur.

Bu durumda çiftlenmiş açısal temaslı veya konik rulman düzeneği eksenel yükü taşır; boşluk somunlar veya ince ayar pullarıyla ayarlanır²². Bu, kaynaklardaki gerçek bir fikir ayrılığıdır, okunabilir bir eşik değildir: hiçbir kaynak, kaymanın gerekli hale geldiği mil uzunluğunu veya açıklığı vermemektedir^10,12,22.

Düzeni sabitlemeden önce tedarikçinize veya dişli tasarımcınıza rulman yataklarında mil ile gövde arasındaki beklenen sıcaklık farkını ve iki konum arasındaki eksenel tolerans yığınını sorun. Bu değerlerin hiçbiri bu kaynak kümesinde yoktur ve her ikisi de kaymanın gerekip gerekmediğine karar verir.

Kayan uca hangi rulman tipi gelir

Kayan konum için en uygunu, bir yarış yolu düz olan silindirik makaralı rulmandır; çünkü yağlanmış makaralar düz yolda kayar ve eksenel yer değiştirmeyi rulmanın içinde karşılar¹⁰. SKF, milin ısıl genleşmesinin karşılanması gereken sabit olmayan konumlar için aynı N ve NU tasarımlarını tanımlamaktadır²³.

Bunun yerine serbest tarafta ayrılamaz bir rulman kullanırsanız, olağan uygulama dış bilezik ile gövde arasında, bazı durumlarda da mil ile iç bilezik arasında boşluklu bir geçimdir. Böylece mil rulman içinde hareket edebilir¹².

Bilyalı rulmanlar, çift sıra açısal temaslılar, TDO konikler ve küresel makaralılar serbest tarafta bulunduklarında hep böyle ele alınır¹⁰. İnsanları yanıltan bir ayrıntı: kayan rulman olarak kullanılan silindirik makaralı rulmanın dış bileziği yine de konumlanmış olmalıdır, çünkü iç bileziğe bağlı değildir ve kayıp gidebilir².

Aynı kaynak, o bölgede çok fazla yağ varsa geniş düz makaranın yağı fena halde çırpabileceğini belirtir; verim bir öncelikse yağ yönetimi önemlidir². RFQ çıkmadan önce gövde çiziminde kayan konum için düşündüğünüz geçimi kontrol edin.

Ayrılabilir NU/N, dış bilezik için bir konumlama elemanı gerektirir; ayrılamaz alternatif ise boşluklu geçimin çizimde yazılı olmasını gerektirir, işçinin takdirine bırakılmamalıdır.

Taşımak zorunda olduğu eksenel yüke göre sabit uç tipinin seçimi

Sabit taraf milin eksenel konumunu belirler ve iki yönde eksenel yük taşımalıdır; dolayısıyla tipi bu yük altındaki dayanıma göre seçilir¹². Aday listesi geniştir: bilyalı rulman, eşleştirilmiş çift veya paket açısal temaslı, çift sıra açısal temaslı, oton bilyalı, kanatlı silindirik makaralı (NUP ve NH), çift sıra konik ve küresel makaralı¹².

Hangisini seçeceğiniz yük büyüklüğüne, hıza ve gereksinim duyduğunuz rijitliğe bağlıdır ve hiçbir kaynak redüktör sabit ucu için tek bir zorunlu tip belirtmez¹². Isıl genleşmenin eksenel bir tepki kuvveti ürettiği yerde, karşıt çiftteki konik makaralar eksenel ve radyal bileşenleri yapı gereği birlikte taşır²¹.

Açısal temaslı bilyalı rulmanlar kendi eksenel bileşen kuvvetlerini üretir; bu yüzden çift yüz yüze veya sırt sırta düzenlenir¹⁸. Küresel makaralı rulmanlar ağır birleşik radyal ve eksenel yük taşırken kendini hizalar ve redüktörlerde yaygın oldukları belirtilmektedir¹¹.

Ağır eksenel yük taşıyan dikey bir milde sabit taraf yine hem radyal hem eksenel yük taşıyan bir rulman alır. Eksenel yük büyük olduğunda radyal rulmanın yanına bir eksenel (itki) rulmanı da eklenebilir²².

Tedarikçiye yalnızca iç çapı değil, iki yöndeki eksenel yükü ve gereken rijitliği verin. Aday listesi, onu yük durumunun daraltması gereken kadar uzundur; katalog sayfasının değil.

Dişli teması yük yönünü rulman tipiyle eşleştirmek

Rulmanlar mil eksenine dik radyal yükler ve eksenine paralel eksenel yükler görür; birçok tasarım ikisini aynı anda taşır ve iç yapı baskın yön ve büyüklüğe göre optimize edilmiştir¹⁷. Yük türü, büyüklüğü ve yönü, hız, sıcaklık ve hacimden önce gelen ilk seçim etkenidir⁹.

Düz dişliler eksenel yük üretmez; bu yüzden bir redüktör, tek görevi mili yerinde tutmak olan omuzlara sahip, tümüyle silindirik makaralı rulmanlarla çalışabilir². Bu, birleşik yüklü bir rulmanın aşırı belirtilmesinin hiçbir şey kazandırmadığı durumdur.

Tema eksenel yük ürettiğinde sabit taraf bunu taşıyan bir tip gerektirir: konik makaralar radyal ve tek yönlü eksenel yükü birlikte taşır ve tipik olarak çiftte kullanılır; silindirik makaralar ise yalnızca saf radyal yük taşır¹⁴. Silindirik makaralı varyantlar bu noktada farklıdır ve fark RFQ'da önem taşır.

NU ve N tasarımları yalnızca radyal yük taşır; NJ tek yönde eksenel yük taşır; NUP veya NJ+HJ iki yönde taşır²³. Birleşik yüklemede dinamik eşdeğer yük P = XFr + YFa'dır; e sınırı eksenel terimin hiç sayılıp sayılmayacağına karar verir¹⁸.

Sabit uç tipini seçmeden önce dişli temanızın eksenel kuvvet üretip üretmediğini hesaplayın. Üretmiyorsa tümüyle silindirik düzen atıf yapılan bir uygulamadır; üretiyorsa sabit taraf bu kuvveti iki yönde taşımak zorundadır.

Bir ölçüye bağlı kalmadan önce ömrün ve güvenilirlik temelinin belirlenmesi

Ömür, ISO 281'e göre rulmanın dinamik yük sınırından ve eşdeğer dinamik yükle L10 olarak hesaplanır; kullanılan tepe yükleri kalkış, kararlı çalışma ve acil durum frenini kapsar^5,24. %90 üzerindeki güvenilirlik bu sonuca uygulanan a1 katsayısıyla ele alınır: L10'da 1,00; L5'te 0,64 ve L1'de 0,25²⁶.

Düzeltilmiş ömür kabul edilemezse cevap farklı bir düzen değil, daha büyük dinamik kapasiteli bir rulmandır²⁶. Hedefin kendisi uygulamaya özgüdür.

Sektör standartları veya şirket politikası ile ekipmanın ne sıklıkta çalıştığı belirler — kesintili mi sürekli mi, günde kaç vardiya, haftada kaç gün³¹. Bu kümede hiçbir kaynak bir redüktör için gerekli bir L10h hedefi, statik veya dinamik emniyet katsayısı ya da aISO değeri belirtmez; bunlar kendi işletme spesifikasyonunuzdan gelmek zorundadır.

Seçtiğiniz aday üzerinde L10 hesabını yapın, ardından gerçekten ihtiyaç duyduğunuz güvenilirlik için a1 katsayısını uygulayın. Sayı yetersiz kalırsa düzeni yeniden gözden geçirmeden önce dinamik kapasiteyi artırın.

Seçtiğiniz düzen için yağlama ve sızdırmazlık

Sızdırmazlık konfigürasyonu kirlenme korumasını ve bakım yükünü belirler. Açık rulmanlar korumasız en yüksek hızda çalışır; metal kalkanlar temassızdır ve orta düzeyde tozu uzak tutar; 2RS lastik contalar hız bedeliyle maksimum koruma sağlar³⁰.

Hassas rulman tedarikçisi bir firma, temassız labirent contaları korumanın ilk hattı olarak tanımlar ve CF contaların ek hacim gerektirmeden sıçrayan sıvılara karşı tam sızdırmazlık verdiği iddiasında bulunur²⁹. Yağlama yöntemi sonucu contadan daha çok değiştirebilir.

Bir kâğıt fabrikası, tekrarlanan arızaların ardından pres makarası rulmanlarını gres'ten dolaşım yağına çevirdi. Değişimden bu yana o bölümde rulman arızası görülmedi ve erken kayma hasarına işaret eden titreşim okumaları azaldı⁷.

Aynı kaynak, bu geçişin yağ bertarafı ve seviye izleme dahil yağlama ve bakım personeline ek eğitim gerektirdiğini belirtir⁷. Silindirik makaralı kullanan bir kayan konum için kayan uç bölümündeki yağ çırpma noktasını hatırlayın: o bölgede fazla yağ verime mal olur².

Yağlama yöntemine ve conta tipine birlikte karar verin; çünkü conta seçimi hızı sınırlar, yağlama seçimi bakım rutinini belirler. Ne yağ debisi ne de gres ömrü bu kaynak kümesinde belirlenmiştir; bunlar yağlayıcı tedarikçisinden gelir.

Montajda neyin sabitleneceği, neyin ayarlanabilir bırakılacağı

Düzen daha ağır veya darbeli yük altında daha yüksek rijitlik gerektirdiğinde sabit taraf rulmanları ön yük ile sırt sırta monte edilir; mil ve gövde hassas ölçülerde işlenmelidir¹⁹. Rulman aralıklarının kısa olduğu yerlerde eksenel boşluk bunun yerine montajdan sonra somunlar veya pullarla ayarlanabilir²².

Aşağıdaki kontroller, çizim serbest bırakılmadan önce iki durumu birbirinden ayırır.

• ✓Sabit tarafın rijitlik için ön yük gerekip gerekmediğini, yoksa somun veya pulla boşluk ayarının kabul edilebilir olup olmadığını doğrulayın.
• ✓Ön yük gerekliyse mil ve gövde ölçülerinin hassas montaj için toleranslandırıldığını doğrulayın.
• ✓Rulman açıklığını, sabit ve serbest uçların ayrılmadığı kısa aralık durumuna karşı kontrol edin.
• ✓Düzen dondurulmadan önce yük durumunun karakterize edildiğini doğrulayın.
• ✓Gerekli hızı aday rulmanın sınır hızı ve dN değerine karşı kontrol edin.
• ✓Hizalama sapması toleransını, yağlamayı ve montajı gerçek mil, gövde ve ortama göre doğrulayın.

Maliyet ve teslim süresinin gerçekte nerede belirlendiği

Herkes için en iyi tek bir düzen yoktur; uygulama dişli tasarımını, dişli tasarımı da rulman sistemini belirler⁸. Yüksek performanslı sessiz bir dişli takımı ön yüklü milleri hak edebilirken; maliyet ve verimle yönetilen bir tasarım daha düşük çalışma hassasiyeti ve rijitliğe sahip rulmanlar kullanabilir ve ikincil NVH'yi kabul edebilir⁸.

Özel rulmanların kısa seri üretiminde kafes tasarımı, rulman tipine karar veren etken haline gelebilir; çünkü takım maliyeti hesaba katıldığında benzersiz bölünme çapları ve yuvarlanma elemanı takımları çoğu zaman gerçekçi değildir⁶. Malzeme kalitesi aynı kararı besler: düşük kaliteli plastikler yaklaşık 1 USD/kg iken daha gelişmiş polimerler yaklaşık 60 USD/kg tutarındadır³².

Standart ve özel ayrımı ticari koşulları da değiştirir. Bir tedarikçi, C3 rulmanlar için minimum sipariş miktarının tipe, spesifikasyona ve özelleştirme gerekip gerekmediğine göre değiştiğini; teklif ve teslim süresi değerlendirmesi için model, boşluk kodu, miktar ve uygulamanın gerektiğini belirtir³³.

Hacimleriniz düşükse rulmanın raftan alınabileceğini varsaymadan önce belirlediğiniz kafesin standart bir bölünme çapı ve eleman takımı olup olmadığını kontrol edin. Bu tek soru genellikle özel üretim yolunun teklife değip değmeyeceğine karar verir.

Kaynakların ayrılığa düştüğü noktalar

Kaynakların ortaya koymadığı noktalar

• Hiçbir kaynak, redüktör için dişli temasının teğetsel, radyal ve eksenel kuvvet bileşenlerini, yük spektrumunu veya iş çevrimini hesaplamak için yöntem ya da veri sunmamaktadır.
• Hiçbir kaynak, gerekli eksenel konumlandırma hassasiyetini veya izin verilen eksenel kayma miktarını nicelleştirmemektedir.
• Hiçbir kaynak, aday rulman tipleri için sayısal radyal veya eksenel yük değerleri, sınır hızlar, hizalama sapması sınırları veya rijitlik değerleri vermemektedir.
• Hiçbir kaynak, redüktörde mil ve gövde genleşmesi için ısıl genleşme büyüklükleri veya hesaplama yöntemi vermemektedir.
• Hiçbir kaynak, bu uygulama için gerekli bir L10 veya L10h hedefi, statik veya dinamik emniyet katsayıları ya da aISO değerleri belirtmemektedir.
• Hiçbir kaynak, ayarlı montaj ile sabit montaj için montaj veya söküm süreleri ya da takım gereksinimleri vermemektedir.
• Hiçbir kaynak, bir redüktör için yağ debisi, yağ seviyesi, gres ömrü veya kirlenme koruması spesifikasyonları vermemektedir.
• Hiçbir kaynak, rulman birim maliyeti, gövde işleme maliyeti, montaj işçiliği veya özel ve standart rulmanlar arasındaki hacim eşikleri vermemektedir.
• Hiçbir kaynak, dişli hizalama sapması, dinamik tema kuvvetleri veya rulman ön yükünün dişli temasına etkisi gibi redüktöre özgü yük durumlarını ele almamaktadır.