Jednoradové valčekové ložiská: Nosnosť, typy a výber

Jednoradové valčekové ložiská sú tou správnou voľbou, keď rotačný hriadeľ musí niesť veľké radiálne zaťaženie bez toho, aby spotreboval veľa axiálneho priestoru. Používajú jeden rad cylindrických valčekov v priamom kontakte s obežnými dráhami, čo im dáva vysokú radiálnu únosnosť a vysokú tuhosť v porovnaní s guľôčkovými ložiskami rovnakej veľkosti. Kompromis je rovnako jasný: väčšina návrhov nesie malé alebo žiadne axiálne zaťaženie a sú menej zhovievavé k vychýleniu. Ak vo vašej aplikácii dominujú radiálne sily – prevodovky, elektromotory, drviče, dopravníky alebo priemyselné čerpadlá – jednoradové valčekové ložisko je často najefektívnejším východiskovým bodom. Táto príručka vysvetľuje, ako sa vyrábajú, ako vybrať správny dizajn rebier a vôľu a kde sa hodia v porovnaní s guľkovými ložiskami s hlbokou drážkou.

Čo je jednoradové valčekové ložisko?

Jednoradové valčekové ložisko je radiálne ložisko s jedným radom krátkych valčekových valčekov vedených medzi vnútorným krúžkom a vonkajším krúžkom. Valčeky sú v kontakte s obežnými dráhami pozdĺž priamky a nie v bode, takže ložisko môže niesť veľmi vysoké radiálne zaťaženie a odolávať deformácii pri zaťažení. Konštrukcia je zvyčajne oddeliteľná: vnútorný krúžok s valčekmi a klietkou je možné odstrániť z vonkajšieho krúžku, čo zjednodušuje montáž a kontrolu. Štandardné hraničné rozmery sa riadia normami ISO 15 a DIN 616, takže daný otvor a vonkajší priemer je možné zameniť medzi výrobcami, keď sa vnútorný dizajn a trieda tolerancie zhodujú.

Kľúčovými komponentmi sú vnútorný krúžok, vonkajší krúžok, valcové valčeky a klietka. Krúžky môžu mať jedno alebo dve rebrá (príruby) v závislosti od konštrukcie. Klietka udržuje valčeky rovnomerne rozmiestnené a zabraňuje ich zošikmeniu. Pretože valčeky sú valcové, ložisko umožňuje len obmedzený axiálny posun, pokiaľ nie sú rebrá nakonfigurované na umiestnenie hriadeľa. Táto konfigurácia rebier je hlavným dôvodom existencie niekoľkých variantov.

Ako jednoradové valčekové ložiská prenášajú zaťaženie

Jednoradové valčekové ložiská nesú vysoké radiálne zaťaženie, pretože líniový kontakt prenáša napätie na väčšiu plochu ako bodový kontakt guľôčkového ložiska. Hodnoty statického a dynamického zaťaženia sú zvyčajne 1,5 až 3-krát vyššie ako u guľôčkových ložísk podobných rozmerov, v závislosti od série a vnútornej geometrie. Radiálna tuhosť je tiež vyššia, čo pomáha udržiavať polohu hriadeľa v záberoch ozubených kolies a presných pohonoch.

Axiálna nosnosť závisí takmer výlučne od konštrukcie rebier. V tabuľke nižšie sú zhrnuté bežné varianty s jedným riadkom a čo každý dokáže.

Voľba N alebo NU je bežná, keď hriadeľ musí plávať axiálne, ako napríklad v prevodovke, kde by tepelná rozťažnosť inak zaťažila ložiská. NJ a NUP sa používajú tam, kde ložisko musí tiež axiálne umiestniť hriadeľ, ale axiálne zaťaženie by malo byť stále mierne. Pre čisto axiálne zaťaženie je zvyčajne lepšou voľbou axiálne ložisko alebo ložisko s kosouhlým stykom.

Možnosti klietky a rýchlostné limity

Materiál a konštrukcia klietky určujú praktický limit rýchlosti rovnako ako vnútorná geometria ložiska. Lisované oceľové klietky sú štandardnou voľbou pre všeobecné priemyselné využitie a ponúkajú dobrú rovnováhu medzi pevnosťou a cenou. Opracované mosadzné klietky sú uprednostňované pre vysoké zaťaženie, vysoké teploty alebo aplikácie s rázovým zaťažením, pretože odolávajú deformácii a opotrebovaniu. Polyamidové klietky (PA66) znižujú hmotnosť a trenie pri vysokorýchlostných aplikáciách, sú však obmedzené teplotou a kompatibilitou maziva. Klietky PEEK sa používajú tam, kde sa vyžaduje chemická odolnosť a vysoká teplota.

Rýchlostné limity pre jednoradové valčekové ložiská sú vo všeobecnosti nižšie ako pre guľkové ložiská rovnakej veľkosti, pretože kontakt s vedením vytvára viac tepla. Avšak s olejovým mazaním, presnou klietkou a kontrolovanou vôľou môžu bežať pri vysokých rýchlostiach vo vretenách obrábacích strojov a vysokorýchlostných motoroch. Katalógová rýchlostná kategória je len východiskovým bodom; skutočný limit závisí od spôsobu mazania, chladenia, zaťaženia a vyrovnania. Mazanie plastickým mazivom spravidla vyhovuje miernym rýchlostiam a utesneným alebo bezúdržbovým usporiadaniam, zatiaľ čo cirkulácia oleja alebo mazanie olej-vzduch sa používa pre vysokorýchlostné alebo vysoko zaťažené prevádzky.

Montáž, lícovanie a vnútorná vôľa

Správne uloženie a vôľa sú rozhodujúce, pretože valčekové ložiská majú menšiu vnútornú vôľu ako guľkové ložiská podobnej veľkosti a sú citlivejšie na interferenciu. Pre rotujúci vnútorný krúžok pri normálnom radiálnom zaťažení je bežné uloženie hriadeľa k5 alebo m5; ťažšie bremená alebo rázové zaťaženia môžu vyžadovať n6. Upevnenia krytu sú zvyčajne H7 alebo J7 pre stacionárny vonkajší krúžok, pričom K7 sa používa, keď musí byť vonkajší krúžok umiestnený tesnejšie. Toto sú len počiatočné hodnoty. Skutočné uloženie závisí od smeru zaťaženia, teploty, materiálu hriadeľa a od toho, či sa ložisko používa ako pevná alebo plávajúca poloha.

Vnútorná vôľa sa volí z CN (normálna), C3 (väčšia ako normálne) alebo C4 (väčšia ako C3). C3 je často špecifikovaný pre aplikácie, kde sa vnútorný krúžok zahrieva rýchlejšie ako puzdro, ako sú elektromotory alebo prevodovky, pretože tepelná rozťažnosť spotrebúva vôľu. Príliš malá vôľa spôsobuje prehriatie a predčasné zlyhanie; príliš veľká vôľa znižuje nosnosť a môže zvýšiť vibrácie. Pri usporiadaní plávajúceho ložiska musí vôľa a uloženie umožňovať axiálny posun bez trenia. náš sekcia technických údajov poskytuje referenčné tabuľky tolerancií a prispôsobenia, ktoré pomáhajú potvrdiť konečný výber.

Mazanie a údržba

Mazanie určuje životnosť viac ako ktorýkoľvek iný faktor údržby v jednoradových valčekových ložiskách. Mazivo je vhodné pre stredné rýchlosti a utesnené alebo tienené usporiadania, ale mazivo musí zodpovedať prevádzkovej teplote a zaťaženiu. Olejové mazanie sa uprednostňuje pri vysokej rýchlosti, vysokom zaťažení alebo vysokej teplote, pretože odvádza teplo a zároveň znižuje trenie. V olejových cirkulačných systémoch záleží na prietoku a čistote oleja rovnako ako na viskozite. Bežnou chybou je preplnenie ložiskového telesa mazivom; výsledné vírenie zvyšuje teplotu a môže skrátiť životnosť maziva.

Počas údržby sledujte tieto príznaky poruchy:

• Zmena farby alebo laku na valcoch, čo naznačuje prehriatie alebo poruchu maziva.
• Šmuhy alebo škrabance na obežných dráhach, často spôsobené nedostatočným olejovým filmom pri štartovaní alebo vysokom zaťažení.
• Falošné brinelovanie ako rovnomerne rozmiestnené značky, bežné pri nečinných zariadeniach s vibráciami.
• Opotrebenie alebo zlomenie klietky, často spojené so zlým zarovnaním, vysokou rýchlosťou alebo nedostatočným mazaním.
• Axiálne značky opotrebenia na rebrách, čo naznačuje, že ložisko nesie väčšie axiálne zaťaženie, ako umožňuje konštrukcia rebier.

Pri každej generálnej oprave skontrolujte kontaktné plochy klietky a rebier. Ak je ložisko oddeliteľné, odstráňte vnútorný krúžok a skontrolujte, či dráha valčeka nie je rovnomerne opotrebovaná. Ložisko vymeňte, ak vôľa presiahla limit výrobcu alebo ak niektorý valec vykazuje jamky alebo odlupovanie.

Jednoradové valčekové ložiská verzus guľkové ložiská s hlbokou drážkou

Jednoradové valčekové ložiská vyhrávajú v oblasti radiálnej nosnosti a tuhosti, zatiaľ čo guľkové ložiská s hlbokými drážkami vyhrávajú v oblasti axiálnej nosnosti, rýchlosti a tolerancie nesúosovosti. Ak aplikácia kombinuje veľké radiálne zaťaženie s miernym axiálnym zaťažením, valčekové ložisko plus samostatné axiálne axiálne ložisko je často najlepším usporiadaním. Ak je radiálne zaťaženie mierne a hriadeľ musí niesť aj axiálne zaťaženie v oboch smeroch, guľkové ložisko s hlbokou drážkou je zvyčajne jednoduchšie a hospodárnejšie.

Pre menšie radiálne zaťaženie ponúkajú naše guľkové ložiská série 62 kompaktnú alternatívu so strednou axiálnou schopnosťou.

Dodávatelia guľôčkových ložísk série 62 s hlbokou drážkou Ložiskové krúžky a oceľové guľôčky značky TTBC a HMD sú vyrobené z GCr15 a podľa skutočných potrieb zákazníka je možné použiť aj rôzne materiály; Klietka je zvyčajne ma... Zobraziť produkt →

Pre väčšie radiálne zaťaženie vo formáte guľôčkových ložísk poskytuje séria 63 vyššiu únosnosť pri rovnakej veľkosti otvoru. Nie sú to náhrady za valčekové ložiská v polohách s vysokým radiálnym zaťažením, ale často sú tou správnou voľbou pre hriadele ventilátorov, malé reduktory a všeobecné stroje, kde záleží na cene a jednoduchosti.

Guličkové ložiská s hlbokou drážkou radu 63 pre všeobecné stroje Vysokáer-load ball bearings in the same bore size, suited to fan shafts, small reducers, and general machinery where cost and simplicity matter. Zobraziť produkt →

Kontrolný zoznam aplikácií a výberu

Jednoradové valčekové ložiská sú bežné v priemyselných prevodovkách, elektromotoroch, drvičoch, dopravníkoch, čerpadlách, kompresoroch, vretenách obrábacích strojov a papierenských strojoch. Sú užitočné najmä tam, kde musí byť hriadeľ umiestnený radiálne s vysokou tuhosťou a kde sa tepelný rast musí prispôsobiť plávajúcej polohe ložiska. Sú menej vhodné pre aplikácie s výrazným nesúosom hriadeľa alebo tam, kde dominuje axiálne zaťaženie.

Pri výbere ložiska pre nový dizajn alebo výmenu použite tento kontrolný zoznam:

• Definujte veľkosť a smer radiálneho zaťaženia vrátane rázového zaťaženia a pracovného cyklu.
• Potvrďte, či ložisko musí umiestniť hriadeľ axiálne alebo musí umožniť plávanie. Podľa toho vyberte N, NU, NJ alebo NUP.
• Vypočítajte požadovanú životnosť a porovnajte ju s dynamickou zaťažiteľnosťou pri skutočnej rýchlosti.
• Skontrolujte rýchlostný limit pre zvolenú klietku, spôsob mazania a vôľu.
• Špecifikujte uloženie hriadeľa a krytu na základe zaťaženia, teploty a rotujúceho krúžku.
• Po odhadnutí tepelného rastu a interferencie lícovania vyberte vôľu CN, C3 alebo C4.
• Overte zásobu mazania, čistotu oleja a prístup k údržbe.
• Skontrolujte toleranciu nesúosovosti a zvážte alternatívy samovyrovnávania, ak je priehyb hriadeľa vysoký.

Yuyao Kangtian Bearing Co., Ltd. vyrába ložiská v Yuyao, Ningbo, od roku 1993. Spoločnosť prevádzkuje dve továrne v 100 % vlastníctve na pozemku s rozlohou 31 000 m² a ročne vyrába približne 30 miliónov súprav ložísk. Jej hlavnými produktmi sú guľkové ložiská s hlbokou drážkou v sériách 60, 62, 63, 67, 68, 69, MR, prírubové, palcové a neštandardné, spolu s CNC obrábanými dielmi. Pri projektoch, ktoré potrebujú jednoradové valčekové ložisko, môže technický tím preskúmať prípad zaťaženia a odporučiť, či je vhodnejšia alternatíva guľkového ložiska alebo vlastné riešenie. Pošlite svoj výkres a pracovný cyklus cez náš servisnej stránke .

Často kladené otázky

Aký je rozdiel medzi valčekovými ložiskami N, NU, NJ a NUP?

Ložiská N a NU umožňujú axiálny posuv v oboch smeroch, vďaka čomu sú vhodné pre plávajúce polohy. Ložiská NJ umiestňujú hriadeľ v jednom smere a ložiská NUP ho umiestňujú v oboch smeroch. Rozdiel je v usporiadaní rebier na vnútornom a vonkajšom prstenci.

Môžu jednoradové valčekové ložiská niesť axiálne zaťaženie?

Len obmedzené axiálne zaťaženie a iba v prevedeniach s rebrami ako NJ alebo NUP. Primárny smer zaťaženia je radiálny. Pre spojité axiálne zaťaženie použite axiálne ložisko alebo ložisko s kosouhlým stykom.

Prečo sú valčekové ložiská oddeliteľné?

Vnútorný krúžok, valčeky a klietka môžu byť oddelené od vonkajšieho krúžku. To uľahčuje montáž, umožňuje kontrolu dráhy valčeka a zjednodušuje výmenu v stiesnených priestoroch.

Aká je maximálna rýchlosť jednoradového valčekového ložiska?

Závisí to od materiálu klietky, mazania, vôle a zaťaženia. Mazanie tukom vyhovuje miernym rýchlostiam, zatiaľ čo cirkulácia oleja alebo mazanie olej-vzduch podporuje vyššie rýchlosti. Presné číslo dielu vždy skontrolujte v rýchlostnej kategórii výrobcu.

Mám si vybrať prepustenie CN alebo C3?

Zvoľte CN pre normálne prevádzkové podmienky s miernym nárastom teploty. Zvoľte C3, keď je vnútorný krúžok teplejší ako kryt, alebo keď zasahovanie znižuje vnútornú vôľu. C4 sa používa pre silné teplotné gradienty alebo vysokorýchlostné aplikácie.