Cum să alegeți rulmentul sferic cu role potrivit pentru echipamentele grele

Un transportor terestre de 1,6 km dintr-o mină de cupru din Chile își pierdea rulmentul roții de coadă la fiecare șase săptămâni. Rulmentul original cu bile cu canelura adâncă a rulat la 180 r/min sub o sarcină radială măsurată de 320 kN, iar arborele s-a așezat cu 1,4 grade în afara liniei la capătul de antrenare. Înlocuirea este un rulment sferic cu role 22320, iar poziția a rulat acum doi ani continui pe același program de unsoare. Această secvență de decizie este ceea ce documentează acest ghid, în urma practicii de selecție pe care Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company o aplică gamei sale de rulmenți sferici cu role, de la seria compactă 21300 până la seria 24100 grea.

2 grade spațiu liber pentru dezalinierea arborelui în seria standard

10/3 exponent de viață utilizat pentru rulmenții cu role în calculele L10

60-80% a unei alocații de montare prin presare se pierde ca reducere a jocului intern

Începeți cu profilul de încărcare, nu cu numărul seriei

Sarcina radială determină dimensiunea rulmentului; nivelul de șoc determină seria. Un rulment sferic cu role este un rulment de rulare cu două rânduri, cu role în formă de butoi, care rulează pe o cale de rulare exterioară sferică, ceea ce permite arborelui să funcționeze cu până la aproximativ 2 grade de dezaliniere unghiulară în timp ce suportă sarcini mari combinate radiale și axiale în ambele direcții.

Calculați sarcina dinamică echivalentă a rulmentului P înainte de a deschide orice catalog. Pentru o sarcină radială combinată Fr și sarcină axială Fa, utilizați ecuația standard P = X x Fr Y x Fa, unde X și Y sunt factorii publicați pentru fiecare serie de rulmenți. Apoi, înmulțiți sarcina la starea staționară cu un factor de serviciu înainte de a o compara cu cota de sarcină dinamică C: utilizați 1,5-2,0 pentru transportoare cu bandă, ventilatoare și cutii de viteze și 2,0-3,0 pentru concasoare, site și prese. Ecranele vibratoare, în special, expun rulmenții la accelerații de vârf de 4-5 g, pe care un calcul de sarcină statică nu le dezvăluie niciodată.

Regula generală: când factorul de serviciu depășește 2 sau accelerația de vârf depășește 4 g, nu mai tratați selecția ca pe o problemă de sarcină și tratați-o ca pe o problemă de șoc. Alegerea seriei contează mai mult decât calculul dimensiunii alezajului.

Odată ce P este cunoscut, durata de viață nominală de bază urmează din L10 = (C/P)^(10/3) milioane de rotații. Exponentul 10/3 este panta Weibull pentru elementele cu role de contact cu linia, mai mică decât exponentul 3 utilizat pentru rulmenții cu bile, astfel încât rulmenții cu role sunt mai sensibili la mici modificări ale sarcinii. Tabelul de mai jos arată de ce este importantă selecția seriei: acestea sunt sarcini dinamice indicative pentru patru serii de rulmenți sferici cu role pe același arbore de 100 mm.

Capacitate de sarcină radială dinamică C pentru seria cu alezaj de 100 mm, variante tipice pentru clasa E.

Pentru funcționarea standard a transportorului și șoc moderat, practică obișnuită în echipamente de construcție și minerit este de a începe cu seria 22200, care oferă cel mai bun raport între capacitatea de încărcare și dimensiunea plicului.

22200 Series Spherical Roller Bearing for Heavy Industrial Use

Rulment sferic cu role seria 22200 pentru uz industrial greu Această serie oferă un raport echilibrat între capacitatea de încărcare și dimensiune, ceea ce o face o primă alegere practică pentru echipamentele transportoare și miniere. Designul său cu auto-aliniere gestionează dezalinierea și sarcinile axiale moderate în ambele direcții. Vizualizare produs →

Potriviți viteza, temperatura și designul cuștii

Viteza limită a unui rulment sferic cu role este stabilită de geometria cuștii și de masa rolei, nu numai de diametrul alezajului. Un 22220 unge până la aproximativ 2.400 r/min, un 23120 ajunge la aproximativ 2.800 r/min, iar un 22320 se oprește aproape de 1.800 r/min, deoarece rolele sale mai mari generează mai multă forță centrifugă.

Când viteza de funcționare depășește aproximativ 70% din viteza limită, treceți de la cușca standard din oțel presat la o cușcă din alamă prelucrată. Alama este mai rece, supraviețuiește mai bine lubrifierii marginale și tolerează temperaturile mai ridicate găsite în fabricile de oțel și fabricile de ciment.

Verificare rapidă la alezaj de 100 mm: 22220, 2.400 r/min; 23120, 2.800 r/min; 22320, 1.800 rot/min. Dacă datoria dumneavoastră este mai presus de oricare dintre aceste cifre, reconsiderați seria sau treceți la lubrifierea cu ulei.

Temperatura stabilește a doua limită. Rulmenții standard funcționează de la -30 °C la 120 °C; cu inele stabilizate la căldură, aceiași rulmenți merg la 200 °C, dar jocul interior selectat trebuie să fie deschis pentru a absorbi diferența de dilatare dintre arbore, inel și carcasă. Pentru arbori mari rotativi din ventilatoare, pompe și generatoare, unde viteza contează mai mult decât sarcina finală, seria 23000 este punctul de pornire corect.

23000 Series Spherical Roller Bearing for High-Speed Rotating Shafts

Rulment sferic cu role seria 23000 pentru arbori rotativi de mare viteză Proiectat pentru arbori mari de la ventilatoare, pompe și generatoare, acest rulment acordă prioritate vitezei față de sarcina finală. Se auto-aliniază pentru a compensa deformarea arborelui și suportă sarcini radiale mari în condiții solicitante. Vizualizare produs →

Setați corect jocul intern și lubrifierea

Mai mulți rulmenți sferici cu role defectează din cauza jocului greșit și a lubrifierii slabe decât din cauza suprasarcinii brute. Selectați jocul interior radial înainte de a confirma potrivirea. O fixare strânsă a arborelui consumă 60-80% din toleranța de interferență a jocului montat, iar operatorul nu poate vedea pierderea până când carcasa începe să funcționeze fierbinte.

Clasa CN: implicit pentru mașinile continue cu montare ușoară la normală, cum ar fi motoare electrice și ventilatoare.
Clasa C3: preferat pentru rulmenți montați pe inducție, prese și orice poziție cu un gradient de temperatură peste 10 °C între inelele interior și exterior.
Clasa C4: rezervată pentru cuptor, uscător și alte poziții cu căldură ridicată în care inelul exterior devine mai fierbinte decât arborele.

Regula raportului de vâscozitate (kappa >= 2): mențineți vâscozitatea efectivă de funcționare a grăsimii sau uleiului de cel puțin două ori valoarea minimă necesară pentru dimensiunea și viteza rulmentului. Coborâți sub kappa = 1 și rolele încep să ruleze pe marginea contactului metal-metal, care apare mai întâi ca uzură prin derapaj la capetele rolei.

Pentru lubrifierea cu grăsime, alegeți o unsoare a cărei vâscozitate a uleiului de bază se potrivește cu viteza și temperatura: de obicei ISO VG 220 pentru un rulment cu alezaj de 80-150 mm care funcționează la 60-90 °C și ISO VG 320-460 pentru sistemele de ulei de circulație în laminoare și prese grele. Intervalele de relubrifiere durează de la aproximativ 500 de ore de serviciu intens continuu până la 4.000 de ore pentru pozițiile curate cu încărcare mică.

Comparați împreună seriale privind alezajul, sarcina și viteza

Aceeași dimensiune a alezajului poate suporta aproape dublul sarcinii atunci când treceți de la o serie 22200 la una 22300, așa că nu înghețați niciodată seria înainte ca diametrul arborelui și structura carcasei să fie fixate. Comparația de mai jos este tabelul de selecție utilizat pentru majoritatea pozițiilor industriale grele.

Tabel: serie de rulmenți sferici cu role comparativ cu un alezaj de 100 mm. Valorile de sarcină și viteză sunt date orientative de tip catalog, nu un substitut pentru tabelele de rating ale producătorului.
Seria	Design cu role	Cr, alezaj de 100 mm	Limita de viteza	Poziție tipică pentru sarcini grele
22200	Standard cu două rânduri	aproximativ 285 kN	2.400 r/min	Transportoare, ventilatoare, cutii de viteze
22300	Role supradimensionate în același OD	aproximativ 540 kN	1.800 r/min	Concasoare, site, prese
23000	Role subțiri, viteză mai mare	aproximativ 345-485 kN	2.800 r/min	Pompe, turbine, motoare mari
23200	Profil lărgit 23000	aproximativ 520 kN	2.000 r/min	Mașini vibratoare grele
24000/24100	Role foarte largi, uriașe	peste 600 kN	1.200-1.500 r/min	Laminoare, cuptoare, snopi de frânghie

Comandă rapidă de selecție: Vibrarea necesită seria 22300, serviciul rotativ de mare viteză necesită familia 23000, iar cuptoarele și morile uriașe cu mișcare lentă necesită seriile 24000 și 24100.

Atunci când factorul decisiv este rezistența la șocuri și vibrații, seria 22300 este răspunsul obișnuit. Rolele sale supradimensionate răspândesc stresul de contact pe o suprafață mai mare, ceea ce este exact ceea ce solicită un cap de concasor sau o platformă de sită vibrantă. Pentru cele mai mari cuptoare și mori, seriile 24000 și 24100 sunt singura soluție practică.

22300 Series Spherical Roller Bearing for Shock and Vibration

Rulment sferic cu role seria 22300 pentru șocuri și vibrații Dispunând de role supradimensionate care răspândesc stresul de contact, această serie se potrivește capetelor de concasor și site-urilor vibrante. Rezistă sarcinilor de impact și nealinierii, reducând în același timp frecarea și generarea de căldură în medii dure. Vizualizare produs →

Verificați potrivirile și monitorizați semnele de defecțiune

Un rulment este la fel de fiabil ca și scaunul arborelui, scaunul carcasei și lubrifierea care îl înconjoară. Înainte de montare, măsurați ambele scaune pentru rotunjime și conicitate: o abatere de peste IT5/2 pe tijul arborelui va distorsiona inelul interior și va apărea ca un punct fierbinte în prima oră de funcționare.

Utilizați o fixare prin presare pe inelul rotativ: pentru un inel interior rotativ, selectați o toleranță a arborelui de p6 sau r6; pentru un inel exterior rotativ, potrivirea carcasei ar trebui să fie K7 sau M7. Montați cu un încălzitor cu inducție și nu loviți niciodată pe fața inelului. Înregistrați spațiul interior înainte și după montare și confirmați că reducerea se potrivește cu 60-80% din alocația de fixare prin presare. După prima oră, temperatura carcasei ar trebui să se stabilească în intervalul 60-90 °C; o urcare peste 100 °C înseamnă că clasa de degajare sau lubrifiantul este greșită.

Scăpare pe o parte a căii de rulare: dezaliniere sau un orificiu deformat al carcasei.
Urme de alunecare pe role: încărcare insuficientă sau potrivire radială prea ușoară.
Fretting pe scaunul arborelui: o potrivire slăbită sau un arbore îndoit.
Unsoare închisă, uscată la cușcă: intervalul de relubrifiere este prea lung.

Definiți P Sarcină echivalentă cu factor de serviciu.

Fixați limita de viteză Verificați viteza de limitare și materialul cuștii.

Alegeți clearance-ul CN, C3 sau C4 împotriva potrivirilor și căldurii.

Confirmați potrivirile arbore p6/r6, carcasă K7/M7.

comision Înregistrați spațiul liber, verificați temperatura, verificați lubrifierea.

Calea cu cel mai scăzut risc: pentru poziții fierbinți, alegeți C3; pentru șoc, alegeți 22300; pentru viteză mare, alegeți 23000; și pentru fiecare poziție, verificați raportul de vâscozitate înainte de punere în funcțiune. Rutina de selecție detaliată, inclusiv viteza limită și cazurile de încărcare, este descrisă în separat ghid de selecție a rulmenților sferici cu role .

Întrebări frecvente

Răspunsuri directe la întrebările care apar cel mai des atunci când rulmenții sferici cu role sunt specificați pentru echipamente industriale grele.

Care este diferența dintre seriile 22200 și 22300?

Ambele serii acoperă aceeași gamă de diametre a arborelui, dar un rulment 22300 utilizează role considerabil mai mari. La un alezaj de 100 mm, 22320 poartă o sarcină dinamică de aproape 540 kN, în timp ce 22220 este de aproximativ 285 kN. Alegeți 22300 pentru concasoare, site și prese; alegeți 22200 pentru transportoare și ventilatoare.

Câtă sarcină axială poate suporta un rulment sferic cu role?

Rulmenții sferici cu role suportă sarcini combinate în ambele direcții axiale. Cu o sarcină radială moderată, sarcina axială utilizabilă este de aproximativ o treime din valoarea nominală radială dinamică. Mai sus, verificați factorii X și Y din catalog, deoarece raportul sarcinii axiale și radiale afectează direct sarcina echivalentă P.

Câtă nealiniere este acceptabilă?

Seria standard tolerează până la 2 grade de nealiniere unghiulară statică între arborele și liniile centrale ale carcasei, iar unele modele din seria ușoară ating 3 grade. Această alocație acoperă deformarea arborelui și eroarea de montare, nu un arbore îndoit sau o fundație de așezare. Verificați modelul de contact după prima rulare dacă aplicația este aproape de limită.

Cât de des trebuie relubrifiat rulmentul?

Un rulment cu role sferice lubrifiat cu grăsime pe un scripete transportor de 180 r/min are de obicei nevoie de reluare la fiecare 1.000-2.000 de ore de funcționare, iar fiecare lubrifiant ar trebui să purjeze 10-15% din volumul de grăsime. Rolele fierbinți și lente din cuptoare pot avea nevoie de reungere la fiecare 500 de ore, în timp ce funcționarea ventilatorului curat se poate extinde până la 4.000 de ore. Sistemele lubrifiate cu ulei sunt gestionate cel mai bine prin analize regulate ale uleiului.