Kako odabrati pravi sferni valjkasti ležaj za tešku opremu

Kopneni transporter od 1,6 km u rudniku bakra u Čileu gubio je ležaj repne remenice svakih šest tjedana. Izvorni kuglični ležaj s dubokim utorima radio je pri 180 o/min pod izmjerenim radijalnim opterećenjem od 320 kN, a osovina je bila 1,4 stupnja izvan linije na pogonskom kraju. Zamjena je 22320 sferični valjkasti ležaj, a pozicija je sada radila dvije kontinuirane godine po istom rasporedu podmazivanja. Ovaj slijed odluka dokumentira ovaj vodič, slijedeći praksu odabira koju Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company primjenjuje na svoj asortiman sferičnih valjkastih ležajeva, od kompaktne serije 21300 do teške serije 24100.

2 stupnja zazor za neusklađenost vratila u standardnim serijama

10/3 eksponent vijeka koji se koristi za valjkaste ležajeve u izračunima L10

60-80% dodatka za prešanje gubi se kao smanjenje unutarnjeg zazora

Počnite s profilom opterećenja, a ne s brojem serije

Radijalno opterećenje određuje veličinu ležaja; razina šoka određuje niz. Sferični valjkasti ležaj dvoredni je kotrljajući ležaj s valjcima u obliku bačve koji se kreću po sfernoj vanjskoj stazi, što omogućuje da osovina radi s do oko 2 stupnja kutnog odstupanja dok nosi teška kombinirana radijalna i aksijalna opterećenja u oba smjera.

Izračunajte ekvivalentno dinamičko opterećenje ležaja P prije otvaranja bilo kojeg kataloga. Za kombinirano radijalno opterećenje Fr i aksijalno opterećenje Fa, koristite standardnu jednadžbu P = X x Fr Y x Fa, gdje su X i Y faktori objavljeni za svaku seriju ležaja. Zatim pomnožite opterećenje u stabilnom stanju s faktorom usluge prije nego što ga usporedite s dinamičkim opterećenjem C: koristite 1,5-2,0 za transportne trake, ventilatore i mjenjače, a 2,0-3,0 za drobilice, sita i preše. Vibrirajuća sita posebno izlažu ležajeve vršnim ubrzanjima od 4-5 g, što izračun statičkog opterećenja nikada ne otkriva.

Osnovno pravilo: kada servisni faktor prijeđe 2 ili vršno ubrzanje prijeđe 4 g, prestanite tretirati odabir kao problem opterećenja i tretirajte ga kao problem šoka. Odabir serije važniji je od izračuna veličine provrta.

Nakon što je P poznat, osnovni nazivni vijek trajanja slijedi iz L10 = (C/P)^(10/3) milijuna okretaja. Eksponent 10/3 je Weibullov nagib za valjkaste elemente s kontaktom s linijom, niži od eksponenta 3 koji se koristi za kuglične ležajeve, tako da su valjkasti ležajevi osjetljiviji na male promjene opterećenja. Tablica u nastavku pokazuje zašto je bitan odabir serije: ovo su indikativne dinamičke vrijednosti opterećenja za četiri serije sferičnih valjkastih ležajeva na istoj osovini od 100 mm.

Dinamičko radijalno opterećenje C za serije provrta od 100 mm, tipične varijante E-klase.

Za standardni rad pokretne trake i umjereni udar, uobičajena praksa u građevinska i rudarska oprema je započeti sa serijom 22200, koja daje najbolji omjer nosivosti i veličine omotnice.

22200 Series Spherical Roller Bearing for Heavy Industrial Use

Sferični valjkasti ležaj serije 22200 za tešku industrijsku uporabu Ova serija nudi uravnotežen omjer nosivosti i veličine, što je čini praktičnim prvim izborom za transportnu i rudarsku opremu. Njegov samoporavnavajući dizajn podnosi neusklađenost i umjerena aksijalna opterećenja u oba smjera. Pogledajte proizvod →

Podudaranje brzine, temperature i dizajna kaveza

Ograničavajuća brzina sferičnog valjkastog ležaja određena je geometrijom kaveza i masom valjka, a ne samo promjerom provrta. 22220 podmazuje do oko 2400 o/min, 23120 doseže otprilike 2800 o/min, a 22320 se zaustavlja blizu 1800 o/min jer njegovi veći valjci stvaraju veću centrifugalnu silu.

Kada radna brzina prijeđe oko 70% granične brzine, prijeđite sa standardnog kaveza od prešanog čelika na kavez od mesinga. Mesing je hladniji, bolje podnosi rubno podmazivanje i podnosi više temperature koje se mogu naći u čeličanama i cementarama.

Brza provjera na provrtu od 100 mm: 22220, 2400 o/min; 23120, 2800 o/min; 22320, 1.800 o/min. Ako je vaša dužnost iznad bilo koje od ovih brojki, ponovno razmotrite seriju ili prijeđite na podmazivanje uljem.

Temperatura postavlja drugu granicu. Standardni ležajevi rade od -30 °C do 120 °C; s toplinski stabiliziranim prstenima isti ležajevi rade do 200 °C, ali odabrani unutarnji zazor mora se otvoriti kako bi se apsorbirala razlika u širenju između osovine, prstena i kućišta. Za velike rotirajuće osovine u ventilatorima, pumpama i generatorima, gdje je brzina važnija od krajnjeg opterećenja, serija 23000 je ispravna polazna točka.

23000 Series Spherical Roller Bearing for High-Speed Rotating Shafts

Sferični valjkasti ležaj serije 23000 za velike brzine rotirajuće osovine Dizajniran za velike osovine u ventilatorima, pumpama i generatorima, ovaj ležaj daje prednost brzini u odnosu na krajnje opterećenje. Samoporavnava se kako bi kompenzirao otklon osovine i podržava velika radijalna opterećenja u zahtjevnim uvjetima. Pogledajte proizvod →

Ispravno postavite unutarnji zazor i podmazivanje

Više sferičnih valjkastih ležajeva otkazuje zbog pogrešnog zazora i lošeg podmazivanja nego zbog sirovog preopterećenja. Odaberite radijalni unutarnji zazor prije nego što potvrdite prilagodbu. Čvrsto prianjanje osovine troši 60-80% dopuštene smetnje montiranog zazora, a operater ne može vidjeti gubitak dok se kućište ne zagrije.

CN klasa: zadana za kontinuirane strojeve s laganom do normalnom opremom, kao što su električni motori i ventilatori.
Klasa C3: preferira se za indukcijsko montirane ležajeve, preše i svaki položaj s temperaturnim gradijentom iznad 10 °C između unutarnjeg i vanjskog prstena.
C4 klasa: rezervirana za peći, sušare i druge položaje s visokom toplinom gdje vanjski prsten postaje topliji od osovine.

Pravilo omjera viskoznosti (kappa >= 2): održavajte stvarnu radnu viskoznost masti ili ulja najmanje dvostruko veću od potrebnog minimuma za veličinu i brzinu ležaja. Pad ispod kappa = 1 i valjci se počnu kretati na rubu kontakta metala s metalom, što se prvo pokazuje kao trošenje od klizanja na krajevima valjaka.

Za podmazivanje mazivom odaberite mast čija viskoznost baznog ulja odgovara brzini i temperaturi: obično ISO VG 220 za ležaj provrta 80-150 mm koji radi na 60-90 °C i ISO VG 320-460 za sustave s cirkulacijskim uljem u valjaonicama i teškim prešama. Intervali ponovnog podmazivanja kreću se od oko 500 sati kontinuiranog teškog rada do 4000 sati za malo opterećene čiste položaje.

Usporedite nizove zajedno za provrt, opterećenje i brzinu

Ista veličina provrta može podnijeti gotovo dvostruko opterećenje kada prijeđete sa serije 22200 na seriju 22300, stoga nikada nemojte zamrzavati seriju prije nego što se popravi promjer osovine i raspored kućišta. Donja usporedba je tablica odabira koja se koristi za većinu radnih mjesta u teškoj industriji.

Tablica: serija sferičnih valjkastih ležajeva u usporedbi s provrtom od 100 mm. Vrijednosti opterećenja i brzine su indikativni podaci kataloškog tipa, a ne zamjena za tablice s oznakama proizvođača.
serije	Dizajn valjka	Cr, provrt 100 mm	Ograničenje brzine	Tipičan položaj za teške uvjete rada
22200	Standardni dvoredni	oko 285 kN	2.400 o/min	Transportne trake, ventilatori, mjenjači
22300	Preveliki valjci istog OD	oko 540 kN	1.800 o/min	Drobilice, sita, preše
23000	Tanki valjci, veća brzina	oko 345-485 kN	2.800 o/min	Pumpe, turbine, veliki motori
23200	Proširen 23000 profil	oko 520 kN	2.000 o/min	Teški vibracijski strojevi
24000/24100	Ekstra široki, ogromni valjci	iznad 600 kN	1.200-1.500 o/min	Valjaonice, sušare, snopovi užadi

Prečac odabira: vibracijski rad zahtijeva seriju 22300, brzi rotirajući rad zahtijeva obitelj 23000, a ogromne sporo pokretne peći i mlinovi zahtijevaju serije 24000 i 24100.

Kada je odlučujući faktor otpornost na udarce i vibracije, serija 22300 je uobičajeni odgovor. Njegovi predimenzionirani valjci šire kontaktno naprezanje na veće područje, što je upravo ono što zahtijeva glava drobilice ili vibrirajuće sito. Za najveće peći i mlinove, serije 24000 i 24100 jedino su praktično rješenje.

22300 Series Spherical Roller Bearing for Shock and Vibration

Sferični valjkasti ležaj serije 22300 za udarce i vibracije S velikim valjcima koji šire kontaktno opterećenje, ova serija odgovara glavama drobilica i vibrirajućim sitima. Otporan je na udarna opterećenja i neusklađenost dok istovremeno smanjuje trenje i stvaranje topline u teškim uvjetima. Pogledajte proizvod →

Provjerite pristaje i pratite znakove problema

Ležaj je pouzdan koliko i sjedište osovine, sjedište kućišta i podmazivanje koje ga okružuje. Prije montaže, izmjerite zaobljenost i suženost oba sjedišta: odstupanje iznad IT5/2 na rukavcu vratila izobličit će unutarnji prsten i pokazati se kao vruća točka unutar prvog sata rada.

Upotrijebite prešanje na rotirajućem prstenu: za rotirajući unutarnji prsten odaberite toleranciju osovine od p6 ili r6; za rotirajući vanjski prsten, dosjed kućišta trebao bi biti K7 ili M7. Montirajte s indukcijskim grijačem i nikada ne udarajte čekićem po površini prstena. Zabilježite unutarnji razmak prije i nakon montaže i potvrdite da smanjenje odgovara očekivanih 60-80% dopuštenja za prešanje. Nakon prvog sata, temperatura nastambe trebala bi biti u rasponu od 60-90 °C; uspon iznad 100 °C znači da klasa zazora ili mazivo nisu u redu.

Ljuštenje na jednoj strani klizne staze: neusklađenost ili iskrivljeni provrt kućišta.
Oznake klizanja na valjcima: nedovoljno opterećenje ili preslabo radijalno pristajanje.
Frezanje na sjedištu osovine: labavo prianjanje ili savijanje osovine.
Tamna, suha mast na kavezu: interval ponovnog podmazivanja je predug.

Definiraj P Ekvivalentno opterećenje s faktorom usluge.

Popravite granicu brzine Provjerite ograničenje brzine i materijal kaveza.

Odaberite odobrenje CN, C3 ili C4 protiv naleganja i topline.

Potvrdite uklapanja osovina p6/r6, kućište K7/M7.

Komisija Zabilježite zazor, provjerite temperaturu, provjerite podmazivanje.

Put s najmanjim rizikom: za vruće pozicije odaberite C3; za šok odaberite 22300; za veliku brzinu odaberite 23000; i za svaku poziciju provjerite omjer viskoznosti prije puštanja u pogon. Detaljna rutina odabira, uključujući slučajeve granične brzine i opterećenja, opisana je u našem odvojenom dijelu vodič za izbor sfernih valjkastih ležajeva .

Često postavljana pitanja

Izravni odgovori na pitanja koja se najčešće postavljaju kada se sferični valjkasti ležajevi specificiraju za tešku industrijsku opremu.

Koja je razlika između serije 22200 i 22300?

Obje serije pokrivaju isti raspon promjera osovine, ali ležaj 22300 koristi znatno veće valjke. Na provrtu od 100 mm 22320 nosi dinamičko opterećenje blizu 540 kN, dok je 22220 oko 285 kN. Odaberite 22300 za drobilice, sita i preše; odaberite 22200 za transportere i ventilatore.

Koliko aksijalno opterećenje može podnijeti sferni valjkasti ležaj?

Sferični valjkasti ležajevi podržavaju kombinirana opterećenja u oba aksijalna smjera. S umjerenim radijalnim opterećenjem, iskoristivo aksijalno opterećenje je otprilike jedna trećina dinamičkog radijalnog opterećenja. Iznad toga, provjerite faktore X i Y iz kataloga, jer omjer aksijalnog i radijalnog opterećenja izravno utječe na ekvivalentno opterećenje P.

Koliko je odstupanje prihvatljivo?

Standardne serije toleriraju do 2 stupnja statičkog kutnog odstupanja između središnjih linija osovine i kućišta, a neke izvedbe lakih serija dosežu 3 stupnja. Ovaj dodatak pokriva deformaciju osovine i pogrešku u montaži, a ne savijenu osovinu ili temelj koji se slijegao. Provjerite uzorak kontakta nakon prvog pokretanja ako je aplikacija blizu ograničenja.

Koliko često treba podmazivati ležaj?

Mašću podmazan sferični valjkasti ležaj na remenici transportne trake od 180 o/min obično treba podmazivanje svakih 1.000-2.000 radnih sati, a svako ponovno podmazivanje trebalo bi očistiti 10-15% volumena masti. Vrući, spori valjci u pećima možda će trebati podmazivati svakih 500 sati, dok se rad čistog ventilatora može protegnuti na 4000 sati. Sustavima podmazivanim uljem najbolje se upravlja redovitom analizom ulja.