Ključni čimbenici pri odabiru cilindričnih valjkastih ležajeva za teška opterećenja

U tvornici cementa u provinciji Jiangsu, NU2240 u mjenjaču pogona peći tri puta je otkazao u osam mjeseci. Sve tri zamjene dijelile su isti broj dijela, ali samo je ležaj trećeg dobavljača preživio godinu dana. U tvrtki Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company često vidimo ovaj obrazac: nazivna nosivost, kavez, materijal, zazor i podmazivanje odlučuju o radnom vijeku više od veličine provrta.

Počnite s nazivnim nosivostima, a ne samo s veličinom provrta

Veličina provrta definira omotnicu; osnovna dinamička nosivost C definira vijek trajanja. Dva NU2206 ležaja s istim provrtom od 30 mm mogu se razlikovati za više od 10 posto u C zbog broja valjaka i geometrije staze. C je opterećenje pod kojim 90 posto identične grupe izvrši milijun okretaja unutarnjeg prstena bez zamora. C0 kontrolira koliko udarca ležaj apsorbira prije nego što se klizne staze deformiraju.

Grafikon ispod pokazuje zašto dominira omjer opterećenja. ISO 281 daje osnovni vijek trajanja kao L10 = (C/P)^(10/3) milijuna okretaja. Zbog eksponenta 10/3, podcjenjivanje od 20 posto ekvivalentnog opterećenja P smanjuje izračunati životni vijek L10 za otprilike 45 posto.

Za praktičan pogled pročitajte našu analizu cilindrični valjkasti ležajevi u teškim strojevima .

Cilindrični valjkasti ležajevi serije NU200 velikog kapaciteta Ovaj cilindrični valjkasti ležaj otvorenog dizajna nudi veliku radijalnu nosivost i krutost, uz slobodno aksijalno kretanje. Pogodan je za velika opterećenja i rad velikom brzinom, što ga čini relevantnim za razumijevanje načina na koji raspored rebara kontrolira aksijalnu slobodu. Pogledajte proizvod →

Odaberite kod dizajna: NU, NJ, NUP ili NF

Projektni kod odlučuje gdje osovina može rasti s temperaturom, a gdje mora ostati fiksirana. Cilindrični valjkasti ležajevi su linijski kontaktni ležajevi: valjci dodiruju obje staze duž linije, što daje veliku radijalnu krutost, ali ne prihvaća gotovo nikakvo aksijalno opterećenje i gotovo nikakvo neusklađenost. NU, N, NJ, NUP i NF opisuju raspored rebara koji kontrolira aksijalnu slobodu.

Za položaj lociranja u pogonu s teškim zupčanicima, NUP je klasičan izbor jer fiksira osovinu aksijalno u oba smjera. NJ se nalazi samo u jednom smjeru i odgovara aranžmanima gdje se suprotni potisak prenosi negdje drugdje. Pod vrlo teškim kombiniranim opterećenjima, dodajte poseban potisni ležaj za aksijalni umetak.

Cilindrični valjkasti ležajevi serije NJ2200 s jednim rebrom S unutarnjim prstenom s jednim rebrom i vanjskim prstenom s dva rebra, ovaj ležaj pruža veliku radijalnu nosivost i aksijalno pozicioniranje u jednom smjeru. Odgovara mjenjačima i teškim strojevima, usklađujući se s raspravom o lociranju položaja i zahtjevima kaveza. Pogledajte proizvod →

Uskladite kavez sa spektrom opterećenja

Kavez je nosiva konstrukcija, a ne odstojnik. Pod vibracijama, udarima ili okretnim momentom, slabi kavez se deformira, razmak valjaka postaje nepravilan, a ležaj se kreće od buke do zapinjanja. Tri obitelji dominiraju specifikacijama za velika opterećenja: strojno obrađeni mesing, žigosani čelik i poliamid.

Pod kontinuiranim velikim radijalnim opterećenjem, dvodijelni strojno obrađeni mesingani kavez vodi svaki valjak u vlastitom džepu i održava ravnomjeran razmak dok se prstenovi elastično skreću. Čelični kavez je lakši i odgovara većim brzinama s umjerenim opterećenjem. Izbjegavajte poliamid iznad 120°C ili s agresivnim sintetičkim uljima.

Odaberite ocjenu materijala za kućište za udarce

Kvaliteta materijala odlučuje hoće li ležaj preživjeti udar, a ne hoće li podnijeti postojano radijalno opterećenje. Većina cilindričnih valjkastih ležajeva je od kaljenog SAE 52100 kromiranog čelika na 58 do 62 HRC, što je dovoljno za kontinuirana teška opterećenja. Tamo gdje su udari rutinski, kao kod građevinske opreme i rudarskih lopata, koristite naugljenični čelik: čvrstu jezgru s tvrdim kućištem koja podnosi trenutna preopterećenja bez pucanja. Naš stranicu građevinske industrije detaljno pokriva ove primjene.

• SAE 52100 (GCr15): standard za kontinuirano veliko radijalno opterećenje s ograničenim udarom.
• Karburizirani niskougljični legirani čelik: za drobilice, vibracijska sita i mlinske pogone s kontinuiranim udarnim opterećenjem.
• Dimenzionalno stabilizirani razredi (S1 do S3): za radne temperature iznad 150°C gdje je važna stabilnost veličine.
• Više klase preciznosti (P6): poboljšati raspodjelu opterećenja kada osovina ili poravnanje kućišta ne mogu biti savršeni.

Postavite unutarnji zazor i dosjede prije podmazivanja

Unutarnji zazor troši se zbog naleganja i zbog toplijeg unutarnjeg prstena od vanjskog. Ako radna zračnost dosegne nulu, valjci se zaklinju, klizaju i razmazuju kanale. Zbog toga je C3 zadana za velika opterećenja, a C4 je rezerviran za jake udare ili visoke temperaturne razlike.

Podmazivanje je konačna komponenta koja nosi opterećenje. Za mjenjače podmazane uljem pod velikim radijalnim opterećenjem, ISO VG 320 s EP aditivima je uobičajeni početak; položaji pri malim brzinama i teškim udarima koriste ISO VG 460 ili 680. ISO 281 prilagođava životni vijek pomoću omjera viskoznosti kappa. Ciljajte kappa između 2 i 4 i potvrdite da izračunata debljina filma premašuje hrapavost površine kompozita.

Dvostruki rebrasti cilindrični valjkasti ležajevi serije NUP200 Ovaj odvojivi dizajn s dva bočna pričvrsna prstena podnosi radijalna opterećenja i mala aksijalna opterećenja, nudeći visoku krutost i jednostavnu ugradnju. Uklapa se u kontekst lociranja položaja u prijenosnicima zupčanika i konačne specifikacije za odabir ležaja. Pogledajte proizvod →

Kontrolni popis u pet koraka za odabir teškog opterećenja

Pouzdana specifikacija je pet uzastopnih odluka, donesenih redom tako da se ne nameće generičko prilagođavanje nekvantificiranom slučaju opterećenja.

1. Kvantificirajte spektar opterećenja: zabilježite maksimalno radijalno opterećenje, vrijeme na svakoj razini opterećenja, profil brzine, aksijalna opterećenja i udarne događaje.
2. Odaberite šifru dizajna: NU za plutajući položaj, NUP ili NJ za položaj lociranja, na temelju toplinske ekspanzije.
3. Provjerite vrijednosti: potvrdite C i C0 u odnosu na izračunato ekvivalentno opterećenje i provjerite s0 za najgori slučaj udara.
4. Odaberite kavez, materijal i zazor: strojno obrađeni mjed za vibracije, karburizirani čelik za udarce, C3 za velika kontinuirana opterećenja.
5. Definirajte pristajanje i podmazivanje: odaberite pristajanje vratila i kućišta iz tablice radnih uvjeta, a zatim odaberite viskoznost ulja kako biste kappa zadržali između 2 i 4.

Često postavljana pitanja

Što C i C0 znače u specifikacijama cilindričnog valjkastog ležaja?

C je osnovna dinamička nosivost, opterećenje pod kojim 90 posto identične grupe ležajeva preživi milijun okretaja. C0 je osnovno statičko opterećenje, opterećenje koje proizvodi trajnu deformaciju od 0,0001 puta promjera valjka pri najvećem kontaktu. Upotrijebite C za proračune otpornosti na zamor i C0 za statički faktor sigurnosti s0 = C0/P0 u uvjetima udara.

Kada trebam koristiti NJ ležaj umjesto NUP ležaja?

Koristite NUP gdje osovina mora biti smještena aksijalno u oba smjera, što je standardni raspored fiksnog položaja u prijenosu zupčanika. Koristite NJ tamo gdje je potrebno postavljanje samo u jednom smjeru, a suprotni potisak nosi druga komponenta, jer je NJ sklop jednostavniji i nema labav rebrasti prsten.

Zašto cilindrični valjkasti ležajevi za velika opterećenja obično koriste zazor C3?

Smetnja na osovini i topliji unutarnji prsten uklanjaju veliki dio nazivnog zazora tijekom rada. Ako se radni zazor približava nuli, valjci se zaklinju i klize, uzrokujući razmazivanje i brzi kvar. C3 osigurava sigurnosnu marginu za ugrađene, toplo-hodne aranžmane, a C4 je rezerviran za udarna opterećenja i visoke temperaturne razlike.

Mogu li zamijeniti sferični valjkasti ležaj cilindričnim valjkastim ležajem?

Samo ako je poravnanje kontrolirano. Standardni cilindrični valjkasti ležaj prihvaća otprilike 1 do 2 lučne minute neusklađenosti, dok sferični valjkasti ležaj podnosi oko 1 stupanj ili više. Ako se osovina skrene pod opterećenjem, cilindrični valjak koji nosi rubna opterećenja brzo se pokvari unatoč većoj radijalnoj vrijednosti. Provjerite poravnanje kućišta i vratila prije izmjene.