Direcția de instalare a rulmenților cu bile cu caneluri adânci și tehnici de control al preîncărcării

Instalarea corectă este factorul cel mai critic care determină performanța, precizia și durata de viață a unui rulment adânc cu bile . Spre deosebire de rulmenții cu role conice, un punct comun de confuzie se referă la faptul că rulmenții adânci cu bile au o direcție de instalare specifică și cum să gestioneze jocul interior prin preîncărcare. Acest ghid cuprinzător analizează nuanțele tehnice ale direcția de instalare a rulmentului cu bile adânci și oferă la nivel de expert tehnici de control al preîncărcării pentru rulmenții adânci cu bile , asigurându-vă că obțineți performanță și longevitate optime de la utilajele dvs.

Înțelegerea simetriei și „direcției” a rulmenților cu bile adânci

O caracteristică fundamentală a rulmenților radiali cu bile adânci standard este designul lor simetric. Atât inelele interioare, cât și cele exterioare au caneluri identice ale căii de rulare, cu adâncime și curbură egale. Această simetrie este motivul principal pentru care, pentru majoritatea aplicațiilor generale, nu există o direcție „corectă” sau „greșită” pentru instalare. Rulmentul este proiectat să suporte sarcini radiale semnificative din orice direcție, precum și sarcini axiale (de tracțiune) moderate în ambele direcții. Cu toate acestea, această regulă generală are excepții importante care sunt cruciale pentru aplicațiile specializate.

• Rulmenti standard: Într-adevăr nelocalizat și simetric. Poate fi montat în orice direcție fără a afecta capacitatea de încărcare de bază.
• Rulmenți cu garnituri sau scuturi: Acestea sunt cele mai frecvente excepții direcționale. Partea etanșă este de obicei destinată să se confrunte cu sursa primară de contaminare.
• Rulmenti cu caneluri de fixare: O canelură inelului elastic de pe inelul exterior dictează locația axială față de un umăr al carcasei, făcând din acea parte fața de „localizare”.
• Design intern special: Unii rulmenți de înaltă precizie sau cu zgomot redus pot avea geometrii interne optimizate care funcționează cel mai bine sub un unghi de încărcare specific.

Ghid pas cu pas pentru direcția corectă de instalare

Determinarea orientării corecte este un proces sistematic care începe cu mult înainte ca rulmentul să fie montat pe arbore. Orientarea incorectă a unui rulment etanșat, de exemplu, poate duce la defecțiuni premature prin expunerea acestuia la contaminanți. Urmând o abordare metodică se asigură că toți factorii sunt luați în considerare pentru o instalare de succes.

• Identificați tipul de rulment: Mai întâi, inspectați rulmentul. Este deschis, ecranat, sigilat sau are un inel elastic?
• Analizați aplicația: Unde este sursa principală de praf, umiditate sau resturi? Care parte trebuie să fie localizată axial?
• Consultați diagramele producătorului: Pentru ansambluri complexe sau rulmenți non-standard, consultați întotdeauna desenele tehnice ale producătorului.

Instalarea rulmenților etanșați și ecranați

Regula de aur pentru instalarea rulmenților adânci cu bile ecranați iar variantele sigilate este de a orienta partea protejată spre contaminant. Scuturile (discuri metalice fără contact) și etanșările (elementele din cauciuc de contact sau polimer) sunt concepute în primul rând pentru a menține resturile în afară sau pentru a reține lubrifiantul. Instalarea lor înapoi poate face această protecție ineficientă.

• Pentru un rulment instalat într-un mediu cu praf, partea etanșă trebuie să fie orientată spre atmosfera exterioară.
• În aplicațiile în care stropii de lubrifiant reprezintă o problemă, garnitura trebuie să fie orientată spre interiorul cutiei de viteze pentru a reține uleiul.
• Pentru rulmenții cu etanșare dublă (2RS), orientarea este mai puțin critică, deoarece ambele părți sunt protejate, dar partea care se confruntă cu mediul mai dur trebuie considerată fața de etanșare primară.

Elementele fundamentale ale preîncărcării rulmenților: definiție și scop

Presarcina este aplicarea unei sarcini axiale permanente la un rulment, independent de forțele externe. Este o tehnică critică pentru îmbunătățirea rigidității și preciziei de rotație a unui sistem de rulmenți. În timp ce rulmenții adânci cu bile nu sunt la fel de frecvent preîncărcați ca rulmenții cu contact unghiular, înțelegerea și aplicarea tehnici de control al preîncărcării pentru rulmenții adânci cu bile este esențial pentru aplicații de mare viteză, de înaltă precizie, cum ar fi fusurile de mașini-unelte sau motoarele de înaltă frecvență.

• Elimină clearance-ul intern: Preîncărcarea îndepărtează jocul interior radial și axial, asigurând că bilele sunt întotdeauna în contact cu canalele de rulare.
• Crește rigiditatea sistemului: Prin eliminarea jocului, întregul ansamblu devine mai rigid, reducând deformarea sub sarcină.
• Controlează deplasarea axială și radială: Minimizează cursa nerepetitivă, critică pentru aplicațiile care necesită o precizie de poziție ridicată.
• Suprimă derapajul mingii: În aplicațiile de mare viteză, preîncărcarea asigură că bilele rulează corect și nu derapează, ceea ce poate cauza uzură și generarea de căldură.

Metode practice de control al preîncărcării pentru rulmenții cu bile adânci

Aplicarea unei preîncărcări controlate la un rulment adânc cu bile necesită precizie. Spre deosebire de rulmenții cu role conice, unde reglarea este simplă, preîncărcarea rulmenților adânci cu bile implică, de obicei, aranjamente specifice de montare și măsurare atentă. Scopul este de a atinge rigiditatea dorită fără a genera căldură excesivă din prea multă preîncărcare.

• Preîncărcare arc (preîncărcare constantă): Utilizează arcuri cu disc sau arcuri ondulate pentru a aplica o forță axială constantă, fixă. Această metodă compensează expansiunea termică și este ideală pentru aplicații de mare viteză.
• Preîncărcare în poziție fixă (Preîncărcare rigidă): Obținut prin prelucrarea componentelor carcasei și arborelui la dimensiuni precise care creează o deplasare axială specifică atunci când sunt strânse. Această metodă oferă o rigiditate foarte mare.

Măsurarea deplasării axiale și a preîncărcării

Cel mai direct mod de a controla preîncărcarea este prin gestionarea deplasării axiale a rulmentului. Când doi rulmenți sunt montați spate în spate sau față în față, strângerea piuliței de blocare sau a capacului de capăt împinge inelele împreună, reducând jocul intern la zero și creând apoi o preîncărcare. Relația dintre deplasarea axială și forța de preîncărcare rezultată este neliniară și poate fi referită din diagramele producătorului rulmenților. Măsurarea precisă este cheia succesului Reglarea preîncărcării rulmentului cu bile adânci .

• Utilizați un comparator pentru a măsura mișcarea axială a inelului exterior atunci când contrapiulița este strânsă.
• Măsurați cuplul de pornire al rulmentului. O creștere a cuplului de pornire este un indicator direct al preîncărcării aplicate.
• Monitorizați temperatura de funcționare în timpul perioadei inițiale de rodare; o creștere rapidă sau excesivă a temperaturii indică o preîncărcare excesivă.

Greșeli obișnuite de instalare și de preîncărcare de evitat

Chiar și cu cele mai bune intenții, erorile simple în timpul instalării pot duce la defectarea imediată sau prematură a rulmentului. Conștientizarea acestor capcane comune este primul pas către prevenire. Multe dintre aceste greșeli se referă direct la o neînțelegere a direcția de instalare a rulmentului cu bile adânci sau o abordare cu mâna grea a tehnici de control al preîncărcării pentru rulmenții adânci cu bile .

• Orientare incorectă a etanșării: Instalarea unui rulment etanș cu etanșarea îndreptată în direcția opusă contaminantului, permițând pătrunderea resturilor.
• Folosind o forță excesivă: Lovirea unui rulment pe un arbore sau într-o carcasă, ceea ce poate cauza stropire (crestaturi pe calea de rulare) și deteriorarea etanșărilor.
• Nealiniere: Forțarea rulmentului în poziție atunci când arborele și carcasa nu sunt aliniate perfect, creând o sarcină de moment.
• Supraîncărcare: Aplicarea prea multă preîncărcare, ceea ce crește dramatic frecarea, temperatura de funcționare și duce la uzură rapidă și oboseală.
• Lubrifiere inadecvată: Instalarea unui rulment preîncărcat fără tipul și cantitatea adecvată de lubrifiant, provocând derapaje imediate și supraîncălzire.

Întrebări frecvente

Care parte a unui rulment adânc cu bile este orientată spre exterior?

Pentru un rulment standard deschis, nu există o parte „în afară”; este simetric si poate fi instalat in ambele directii. Factorul critic apare în cazul rulmenților ecranați sau etanșați. Pentru un rulment cu un singur ecran (ZZ) sau cu o singură etanșare (RS), partea protejată (partea cu scutul sau etanșarea) ar trebui să fie orientată „în afară” către cea mai importantă sursă potențială de contaminare, cum ar fi mediul extern într-un cadru prăfuit. Pentru un rulment cu ecran dublu sau cu etanșare dublă (2RS), ambele părți sunt protejate, astfel încât orientarea este mai puțin critică, deși este încă o practică bună să luați în considerare partea mai aspră. Acest principiu este piatra de temelie a corectului direcția de instalare a rulmentului cu bile adânci .

Ce se întâmplă dacă preîncărcați prea mult un rulment cu bile?

Preîncărcarea excesivă este dăunătoare și va duce la defectarea rapidă a rulmentului. Presiunea de contact crescută între bile și canale de rulare determină o creștere semnificativă a frecării și a temperaturii de funcționare. Această căldură ridicată poate degrada lubrifiantul, ducând la pierderea peliculei de lubrifiere și la contactul metal-metal. Efectul combinat al tensiunii ridicate și al temperaturii ridicate accelerează oboseala, provocând ruperea (materialul care se desprinde de pe căile de rulare) și, în cele din urmă, blochează rulmentul. Acesta este motivul pentru care precis Reglarea preîncărcării rulmentului cu bile adânci nu este o chestiune de „mai strâns este mai bine”, ci mai degrabă un echilibru atent pentru a obține rigiditatea necesară fără evaporare termică.

Cum se calculează preîncărcarea corectă pentru un rulment?

Calcularea preîncărcării corecte este o sarcină de inginerie care echilibrează nevoia de rigiditate a aplicației cu limitele termice ale rulmentului. Nu există o formulă universală unică. Procesul implică de obicei: 1. Cerințe de aplicare: Determinarea rigidității axiale și radiale necesare pentru sistem. 2. Datele producătorului rulmenților: Consultarea cataloagelor tehnice care oferă adesea grafice care arată relația dintre deplasarea axială și forța de preîncărcare pentru anumite serii de rulmenți. 3. Analiza sistemului: Luând în considerare factori precum viteza de rotație (deoarece forța centrifugă afectează preîncărcarea în perechile de contact unghiular) și creșterea termică așteptată a arborelui și a carcasei. Pentru aplicațiile critice, acest lucru este adesea realizat de ingineri cu experiență sau prin utilizarea software-ului specializat furnizat de producătorii de rulmenți cu accent pe precizie, cum ar fi cei implicați în proiectarea și producția de rulmenți de ultimă generație.

Puteți preîncărca un singur rulment adânc cu bile?

Din punct de vedere tehnic, nu puteți aplica o preîncărcare internă adevărată unui singur rulment cu bile adânci, de sine stătător, în același mod în care o puteți aplica cu o pereche de rulmenți cu contact unghiular. Un singur rulment adânc cu bile este un rulment nelocalizat, ceea ce înseamnă că trebuie să fie capabil să accepte o anumită mișcare axială. Cu toate acestea, puteți crea un *sistem* preîncărcat utilizând doi rulmenți adânci cu bile și montându-i unul împotriva celuilalt (spate în spate sau față în față) cu o deplasare axială specifică, eliminând astfel jocul intern în ambele. Acest aranjament este uneori folosit ca o alternativă rentabilă la perechile de rulmenți cu contact unghiular în aplicații de precizie mai puțin solicitante.