Следвайте ме на:
Всичко, което трябва да знаете за сачмените лагери
Лагерите са един от най-критичните компоненти във всяка индустриална машина. Тези високопрецизни компоненти са критични за намаляване на триенето и носенето на товари по време на въртеливо движение. На пазара има хиляди видове лагери, вкл лагери, цилиндрични ролкови лагери, конусни ролкови лагери, иглени ролкови лагери и лагерни възли. Докато сачмените лагери са най-често срещаните вид лагер, всеки тип има свои собствени характеристики и предимства, които го правят подходящ за определени употреби и приложения, а не за други в операционна среда.
Сега AUB Bearing Manufacturing Co., Ltd. обобщава цялата информация за сачмени лагери въз основа на години опит в производството на лагери. Сачмените лагери са търкалящи лагери, които използват търкалящи сачми, държани между вътрешните и външните канали, за да поддържат радиални и аксиални натоварвания, действащи върху въртящи се и възвратно-постъпателни валове. Тези сачмени лагери се използват за осигуряване на плавно движение с ниско триене при въртящи се приложения. Те осигуряват висока производителност и дълъг живот, пренасяйки натоварването от топките към вътрешния пръстен. В тази статия ще обсъдим различни видове сачмени лагери.
Сачмените лагери се състоят от четири основни части, които са: 2 пръстена/състезания, сачми (търкалящи елементи) и фиксатори (сепаратори на сачми).
Външният пръстен е фиксиран и монтиран в корпуса. Външният пръстен също подпомага прехвърлянето на радиални натоварвания от лагера към корпуса. Вътрешният пръстен поддържа и направлява вала по време на въртене и е монтиран върху въртящия се вал. Функцията на търкалящите се елементи е да носят товари и да ги разпределят по каналите.
Търкалящите тела се въртят с различна скорост от вътрешната пръстен, но се въртят около вътрешния пръстен. Пазачът действа като бариера, която не позволява на топките да се сблъскат една с друга. Аксиалните лагери са подложени на натоварвания, успоредни на оста на въртене, наречени аксиални натоварвания. Аксиалните сачмени лагери се състоят от два пръстена с еднакъв размер.
Видове сачмени лагери
Според дизайна и структурата на сачмените лагери, те могат да бъдат разделени на няколко вида. По-долу са описани общи конструкции на сачмени лагери. Прочетете, за да научите за различни видове сачмени лагери и техните употреби.
Едноредови сачмени лагери с ъглов контакт
Двуредни сачмени лагери с ъглов контакт
Четири точкови сачмени лагери с ъглов контакт
Едноредови сачмени лагери с дълбок канал
Двуредни радиални сачмени лагери
Двупосочен аксиален сачмен лагер
Двоен сачмен лагер
Ъглови контактни сачмени лагери са проектирани така, че лагерът да образува контактен ъгъл между пръстените и сачмите, когато лагерът се използва. Основната конструктивна характеристика на този тип сачмени лагери е, че рамото на единия или двата пръстена е по-високо от другото. За да могат тези лагери да функционират правилно, по време на сглобяването трябва да се приложат натоварващи натоварвания. Това натоварване (или предварително натоварване) създава контактна линия (или контактен ъгъл) между вътрешния пръстен, топките и външния пръстен. Предварителното натоварване може да бъде вградено в лагера или може да бъде създадено, когато лагерът е поставен в сглобката. Контактните ъгли варират от 15° до 40° и се измерват спрямо линия, перпендикулярна на оста на лагера. Ъгловите сачмени лагери имат вътрешен и външен пръстен, които са изместени един спрямо друг по посока на оста на лагера. Това означава, че тези лагери са проектирани да поемат комбинирани натоварвания, т.е. радиални и аксиални натоварвания, действащи едновременно. Тези видове сачмени лагери се предлагат в различни дизайнерски стилове, с уплътнения или щитове. Те не само предотвратяват замърсяване, но и действат като фиксатор за смазочни материали. Тези лагери могат да бъдат направени от неръждаема стомана, керамичен хибрид или пластмаса и могат да бъдат с хромирано, кадмиево или друго покритие. В допълнение, те могат да бъдат предварително смазвани, повторно смазвани или да имат солидни способности за смазване. Ъгловите сачмени лагери се разделят допълнително на следните подвидове:
Едноредови сачмени лагери с ъглов контакт
Тези лагери използват голям брой сачми, за да осигурят относително висока товароносимост, могат да поемат аксиални натоварвания само в една посока, обикновено се регулират за втори лагер и имат неразглобяеми лагерни пръстени.
Предимствата на едноредовите сачмени лагери с ъглов контакт включват:
Висока товароносимост
Добро представяне при бягане
Лесни за инсталиране универсално подходящи лагери
Двуредови ъглови контактни сачмени лагери
С дизайн, съответстващ на два едноредови лагера, разположени гръб до гръб, но когато два едноредови лагера заемат твърде много аксиално пространство, те могат да поемат радиални и аксиални натоварвания във всяка посока и моменти на накланяне. Предимствата на двуредните сачмени лагери с ъглов контакт включват:
По-малко аксиално пространство
Поема радиални и аксиални натоварвания във всяка посока
Побира моменти на накланяне
Твърдо разположение на лагерите
Четириточкови сачмени лагери с ъглов контакт
Четириточковите сачмени лагери с ъглов контакт са проектирани да поддържат аксиални натоварвания в две посоки и имат висока товароносимост, могат да издържат ограничени радиални натоварвания за дадено аксиално натоварване, използват по-малко аксиално пространство от двуредните лагери и могат да се разделят.
Предимствата на четириточковите сачмени лагери с ъглов контакт включват:
Подходящ за аксиални натоварвания и в двете посоки
По-малко аксиално пространство
Висока товароносимост
Отделен дизайн
Подобрен маслен поток
Ограничена деформация на вътрешния пръстен, когато е подложен на високи сили на затягане
Най-разпространени са сачмените лагери с дълбок канал тип сачмен лагер и могат да бъдат закупени в конфигурации със запечатани, екранирани и фиксиращи пръстени. Размерите на състезанията в тези типове лагери съвпадат много с размерите на съдържащите се сачми. Те също са чудесни за поддържане на тежки товари. Лагерите с дълбоки канали осигуряват радиална и аксиална опора. Въпреки това, няма начин да се регулира контактният ъгъл, за да се промени относителното ниво на такова натоварване. Сачмените лагери с дълбок канал са допълнително разделени на следните подвидове:
Едноредови сачмени лагери с дълбок канал
Едноредовите сачмени лагери с дълбок канал са най-често срещаният тип сачмени лагери. Те се използват много широко. Жлебовете на каналите на вътрешния и външния пръстен са кръгли дъги с радиус малко по-голям от този на топките. В допълнение към радиалните натоварвания могат да се прилагат и аксиални натоварвания във всяка посока. Поради ниския си въртящ момент, те са идеални за приложения, изискващи висока скорост и ниска загуба на мощност. Също така, за отворени лагери те обикновено са снабдени със стоманени щитове или гумени уплътнения от едната или от двете страни и са предварително смазани с грес.
Двуредови сачмени лагери с дълбок канал
Двуредовите сачмени лагери с дълбоки канали съответстват по дизайн на едноредовите сачмени лагери с дълбоки канали. Техните дълбоки и непрекъснати жлебове на каналите са плътно интегрирани със сачмите, което позволява на лагерите да издържат на радиални натоварвания и аксиални натоварвания в двете посоки. Тези видове сачмени лагери са много подходящи за лагерни устройства, където товароносимостта на едноредовите лагери е недостатъчна. За същия отвор и външен диаметър, двуредовите лагери са малко по-широки от едноредовите лагери в сериите 62 и 63, но имат много по-висок капацитет на натоварване. Двуредните сачмени лагери с дълбок канал могат да се използват само като отворени лагери (без уплътнения или щитове).
Аксиални сачмени лагери са проектирани за чисти натоварвания на тяга. Тези лагери могат да поемат малко или никакво радиално натоварване. Търкалящите елементи могат да бъдат топки, игли или ролки. Въртящите се пръстени или лагерите на въртящата се маса могат да поемат аксиални, радиални и моментни натоварвания. Те не се монтират върху корпуса или вала, а директно върху повърхността на основата. Както вътрешният, така и външният пръстен имат монтажни отвори. Вътрешният пръстен, външният пръстен или и двата могат да имат вградени зъбни колела. Тези лагери са известни като лагери за маса, лагери за въртяща се маса и въртящи се пръстени. Аксиалните сачмени лагери предлагат нисък шум, гладка работа и възможност за високоскоростни приложения. Могат да се използват като еднопосочни или двупосочни лагери, изборът зависи от това дали натоварването е еднопосочно или двупосочно.
Еднопосочни сачмени лагери се състоят от подобен на шайба лагерен пръстен с канали за канали. Пръстенът, свързан към вала, се нарича пръстен на вала (или вътрешен пръстен), а пръстенът, свързан към корпуса на лагера, се нарича пръстен на седлото (или външен пръстен).
В двупосочен аксиален сачмен лагер има три пръстена и средният пръстен (централният пръстен) е фиксиран към вала. Има също аксиални сачмени лагери с шайба за подравняване на седлото под шайбата на корпуса, за да компенсира несъосност на вала или грешки при монтажа. Щампованите стоманени клетки обикновено се използват за по-малки лагери, докато машинно обработените клетки се използват за по-големи лагери.
Дуплекс сачмен лагер
Комбинация от два сачмени лагера с ъглов контакт образува дуплексен лагер. Възможните комбинации включват лице в лице, при които външният пръстен е обърнат заедно (тип DF), гръб към гръб (тип DB) или двете предни страни в една и съща посока (тип DT). Дуплексните лагери DF и DB могат да поемат радиални и аксиални натоварвания във всяка посока. Тип DT се използва, когато има силно аксиално натоварване в една посока и е необходимо натоварването да се наложи равномерно върху всеки лагер.
Сега, след като се запознахте с обичайните конструкции на сачмени лагери, нека се запознаем с конструктивните типове сачмени лагери.
Сачмен лагер Conrad
Тези видове сачмени лагери се сглобяват чрез поставяне на вътрешния пръстен в ексцентрична позиция спрямо външния пръстен, като двата пръстена са в контакт в една точка, което води до голяма празнина срещу точката на контакт. Топките се вкарват през пролуката и след това се разпределят равномерно около лагерния възел, което кара пръстените да станат концентрични. Сглобяването е завършено чрез монтиране на клетка към топките, за да се запазят техните позиции една спрямо друга.
Лагерите Conrad могат да издържат както на радиални, така и на аксиални натоварвания, но имат недостатъка на по-ниската товароносимост поради ограничения брой сачми, които могат да бъдат заредени в лагерния възел. Вероятно най-познатият индустриален сачмен лагер е Conrad с дълбоки канали. Лагерът се използва в повечето машиностроителни индустрии.
Сачмен лагер със слот
В радиален лагер с пълнеж на прорези вътрешните и външните пръстени са нарязани от едната страна, така че когато прорезите са подравнени, сачмите могат да се плъзнат в получения прорез, за да се сглоби лагерът. Лагерът с пълнеж на прореза има предимството, че сачмите могат да се сглобяват, което води до по-голям капацитет на радиално натоварване в сравнение с лагер Conrad със същите размери и тип материал. Въпреки това, лагерът със запълване на прорези не може да понесе значително аксиално натоварване и процепите причиняват прекъсване в състезанията, което може да има малък, но неблагоприятен ефект върху здравината.
Самонастройващ се сачмен лагер
Самонастройващи се сачмени лагери имат два реда сачми, обикновено кръгъл канал във външния пръстен и два дълбоки непрекъснати канали във вътрешния пръстен. Предлагат се отворени или запечатани. Тези видове сачмени лагери са нечувствителни към ъглово отклонение на вала спрямо корпуса, което може да бъде причинено например от деформация на вала.
Предимствата на саморегулиращите се сачмени лагери включват:
Приспособяване на статично и динамично разместване
Отлично високоскоростно представяне
Минимална поддръжка
Ниско триене
Отлично представяне при леко натоварване
Саморегулиращите се сачмени лагери могат да намалят нивата на шум и вибрации, например във вентилаторите.
Линейни сачмени лагери
Линейните сачмени лагери са проектирани да осигуряват свободно движение в една посока. Те са най-широко използваното разнообразие от линейни слайдове и осигуряват плавно прецизно движение по линеен дизайн с една ос. Отличаващи се с технология за самосмазване, тези сачмени лагери позволяват оптимална производителност и надеждност. Те се състоят от два линейни реда сачмени лагери, интегрирани в четири пръта от различни страни на основата.
Радиален сачмен лагер
Подходящи за широк спектър от цели, радиалните сачмени лагери предлагат изключителни нива на производителност. Тези видове сачмени лагери имат капацитет за радиални или аксиални натоварвания, приложени към вала. Комбинираното прилагане на такива натоварвания обаче изисква аксиален ъглов контакт. Регулирането на ъгъла на аксиалния радиален лагер позволява равномерно разпределение на аксиалното и радиалното натоварване заедно с ъгловите контактни сачмени лагери.
Облекчен състезателен сачмен лагер
Облекчените състезателни сачмени лагери са „облекчени“, както подсказва името, като OD на вътрешния пръстен е намален от едната страна на ID на външния пръстен, увеличен от едната страна. Това позволява по-голям брой топки да бъдат сглобени във вътрешната или външната обтекателна шайба и след това да се притиснат върху релефа. Понякога външният пръстен се нагрява, за да се улесни сглобяването. Подобно на конструкцията със запълване на процепа, облекчената конструкция на състезанието позволява по-голям брой топки от конструкцията на Conrad, до и включително пълен комплект, а допълнителният брой топки дава допълнителен капацитет на натоварване. Облекченият състезателен лагер обаче може да поддържа значителни аксиални натоварвания само в една посока.
Счупен състезателен сачмен лагер
Друг начин за монтиране на сачми в радиален сачмен лагер е чрез радиално „счупване“ на един от пръстените докрай, зареждане на сачмите, повторно сглобяване на счупената част и след това използване на чифт стоманени ленти за задържане на счупения пръстен секции заедно в подравняване. Отново, това позволява топки, включително пълно допълване на топки, но за разлика от конструкциите със запълване на прореза или облекчени състезателни конструкции, може да поддържа значително аксиално натоварване и в двете посоки.
Лагери с фланец на външния пръстен опростете аксиалното разположение. Корпусът за такива типове сачмени лагери може да се състои от проходен отвор с еднакъв диаметър, но входната повърхност на корпуса трябва да бъде обработена наистина нормално спрямо оста на отвора. Такива фланци обаче са много скъпи за производство. Разходно-ефективно разположение на външния пръстен на лагера, с подобни предимства, е жлебът на пружинния пръстен в единия или в двата края на външния диаметър. Закопчаващият пръстен поема функцията на фланец.
Сачмен лагер с клетка
Клетки обикновено се използват за закрепване на сачмите в сачмен лагер в стил Conrad. При други типове конструкция на сачмени лагери, те могат да намалят броя на сачмите в зависимост от конкретната форма на клетката и по този начин да намалят товароносимостта. Без клетки, тангенциалната позиция се стабилизира чрез плъзгане на две изпъкнали повърхности една върху друга. При клетката тангенциалната позиция се стабилизира чрез плъзгане на изпъкнала повърхност в съвпадаща вдлъбната повърхност, което избягва вдлъбнатини в топките и има по-ниско триене.
Хибриден сачмен лагер
Керамични сачми за лагери могат да тежат до 40% по-малко от стоманените, в зависимост от размера и материала. Това намалява центробежното натоварване и плъзгането, така че хибридните керамични лагери могат да работят с 20% до 40% по-бързо от конвенционалните лагери. Това означава, че жлебът на външното състезание упражнява по-малко сила навътре срещу топката, докато лагерът се върти. Това намаляване на силата намалява триенето и съпротивлението при търкаляне. По-леките сачми позволяват на лагера да се върти по-бързо и използва по-малко енергия, за да поддържа скоростта си.
Тези лагери използвайте както керамични топки, така и състезание. Тези лагери са неустойчиви на корозия и рядко се нуждаят от смазване, ако изобщо се нуждаят. Поради твърдостта и твърдостта на сачмите и шайбата, тези лагери са шумни при високи скорости. Твърдината на керамиката прави тези лагери крехки и склонни да се спукат при натоварване или удар. Тъй като и топката, и шайбата са с еднаква твърдост, износването може да доведе до отчупване при високи скорости както на топките, така и на шайбата, което може да причини искрене.
Материали, използвани в сачмените лагери
- материали, използвани за направата на сачмени лагери варират значително, но винаги е имало основен акцент върху материала на пръстените. Това осигурява координирано взаимодействие на клетката, външните и вътрешните пръстени. Това често е важно, когато приложението включва нагряване или охлаждане на лагера. Работата на сачмените лагери е важна; трябва да са добри. По-долу е даден списък на най-често срещаните материали, използвани за производството на сачмени лагери, и как те се отнасят към материалите за пръстените:
По-висока твърдост, така че оценките за по-дълъг живот
По-ниска цена
Добър за температури от 120°C постоянни до 150°C с прекъсвания
Слаба устойчивост на корозия
Това е стандартната стомана за повечето сачмени лагери. По-твърд е от неръждаемата стомана, което означава по-високи оценки на живота. Той също така има превъзходни качества с ниско ниво на шум спрямо стандартната неръждаема стомана клас 440. Хромираната стомана всъщност има ниско съдържание на хром и не е устойчива на корозия. Хромираната стомана може да понася продължителни температури до 120°C. Над тази температура той претърпява по-големи промени в размерите и твърдостта се влияе, намалявайки товароносимостта. Може да издържи до 150°C с прекъсвания, но над тази температура животът на лагера значително намалява.
Мартензитна неръждаема стомана клас 440 (префикс "S")
Добра устойчивост на корозия на вода и много слаби химикали
Подходящ за -70°C до 250°C постоянна температура или 300°C периодична температура
Малко по-мек от хромираната стомана и следователно по-ниски нива на натоварване
Корозия в солена вода или солен спрей, лоша устойчивост на киселини и основи
скъпо от хромираната стомана
устойчива на корозия поради по-високото съдържание на хром и добавянето на никел, неръждаемата стомана клас 440 се използва най-често за устойчиви на корозия сачмени лагери. Хромът реагира с кислорода във въздуха, за да образува слой от хромен оксид върху повърхността на стоманата, който се нарича пасивиращ филм. Той е закален чрез топлинна обработка и има добра комбинация от здравина и устойчивост на корозия. За разлика от аустенитната стомана клас 300, тази стомана е магнитна.
Товароносимостта на клас AISI440 е с около 20% по-ниска от тази на хромираната стомана, така че номиналният живот ще бъде леко намален. Този клас проявява добра устойчивост на корозия, когато е изложен на сладка вода и някои по-слаби химикали, но ще корозира в среди с морска вода или при контакт с много агресивни химикали.
Неръждаема стомана клас KS440/ACD34/X65Cr13 с по-ниско съдържание на въглерод, в сравнение със стандартния клас AISI440C, има по-висока устойчивост на корозия, по-голяма товароносимост (приблизително 10% по-ниска от хромираната стомана) и отлични нискошумни качества. Неръждаемата стомана клас 440 може също да издържи на по-високи температури от хромираната стомана, до 250°C постоянна и до 300°C периодична, но с намален капацитет на натоварване. Над 300°C животът на лагерите е значително намален.
Отлична устойчивост на корозия на вода, солена вода и много химикали
Подходящ за температури при пълно натоварване до 500°C
Подходящ за криогенни приложения до -250°C
Незначителен отговор на магнитни полета
Скъп от клас 440 поради по-нисък добив.
Подходящ само за много ниски натоварвания и ниски скорости
Не е подходящ за нискошумни приложения
Лагерите от неръждаема стомана клас 316 се използват за по-добра устойчивост на корозия към морска вода, солен спрей и определени киселини/алкали. Те са подходящи за много високи температури, тъй като стоманата може да се използва при температури до 500°C. Те могат да се използват и в криогенни приложения, тъй като стоманата остава пластична до -250°C. За разлика от лагерите от клас 440, лагерите от неръждаема стомана 316 са класифицирани като немагнитни поради незначителния им отговор на магнитни полета, въпреки че неръждаемата стомана 316 може да стане магнитна след студена обработка.
Неръждаема стомана клас 316 не може да бъде закалена чрез топлинна обработка и може да поддържа само ниски натоварвания и скорости. Сачмените лагери от неръждаема стомана 316 имат значително по-ниски стойности на натоварване и скорост от еквивалентните лагери от клас 440. Неръждаемата стомана клас 316 показва добра устойчивост на корозия в морска среда, когато се използва над водолинията или временно потопена, когато се промие с чиста вода. Не е подходящ за постоянно потапяне, освен ако няма редовен високоскоростен воден поток върху лагера. Това е така, защото пасивиращият филм върху повърхността на неръждаемата стомана зависи от наличието на кислород, за да се регенерира. В подводна морска среда с ниско съдържание на кислород, като застояла морска вода или под тиня/тин, стоманата може да е податлива на хлътна или цепнатина корозия. Неръждаемата стомана 316 е по-малко устойчива на топла морска вода. Точковата корозия е риск в морска вода над 30°C, докато корозията в пукнатини може да възникне при 10-15°C. Клас 316 все още е устойчив на корозия от 440. Лагерите, изработени от неръждаема стомана клас 316, могат да се използват при високи температури, при условие че се използва подходящ материал за клетката или лагерът е пълен. Полиетилен, PEEK или PTFE обикновено се използват за клетки в лагери от неръждаема стомана 316.
Инженерна пластмаса
Ацеталова смола / POM-C (AC)
Отлична устойчивост на корозия на вода, солена вода и слаби химикали
Не е магнитен
Възможен е само полупрецизен клас
Температурен диапазон -40°C до +110°C
Подходящ само за много ниско натоварване и ниска скорост
PEEK (PK)
Отлична устойчивост на корозия на вода, солена вода и повечето химикали
Добра производителност при висока температура
Не е магнитен
Широк температурен диапазон от -70°C до +250°C
Само полупрецизни, но по-голяма здравина, така че подходящи за по-високи натоварвания и скорости в сравнение с други пластмаси
Полиетилен (РЕ)
Отлична устойчивост на корозия на вода, солена вода и много химикали
Изключително ниска абсорбция на влага
Не е магнитен
Температурен диапазон от -40°C до +80°C
Подходящ само за ниско натоварване и ниска скорост и полупрецизност
PTFE (PT)
Отлична устойчивост на корозия на вода, солена вода и повечето химикали
Изключително ниска абсорбция на влага
Добра производителност при висока температура
Не е магнитен
Много широк температурен диапазон от -190°C до +200°C
Подходящ за по-ниски натоварвания и скорости в сравнение с други пластмаси и само полупрецизни
PVDF (PV)
Отлична устойчивост на корозия на вода, солена вода и повечето химикали
Изключително ниска абсорбция на влага
Издържа на по-високи температури от ацетала и полипропилена
Не е магнитен
Доста широк температурен диапазон от -50°C до +150°C
Подходящ само за ниско натоварване и ниска скорост и полупрецизност
Стандартните полимерни устойчиви на корозия лагери на AUB имат пръстени от полиоксиметиленова смола (POM-C), найлонови (PA66) клетки и топки, изработени от неръждаема стомана 316 или стъкло. Подходящи са и за хранителни приложения. Те обаче корозират в присъствието на определени химикали и клетките PA66 абсорбират вода след продължително излагане, което води до загуба на якост на опън. Има много алтернативни материали за пръстени, клетки и топки като полипропилен, PTFE, PEEK или PVDF.
Всички пластмасови лагери са полупрецизни лагери и, подобно на лагерите от неръждаема стомана 316, не трябва да се използват в прецизни приложения. Поради по-мекия материал, въпреки че PEEK има по-добра товароносимост, те не са подходящи за нищо друго освен за ниски натоварвания и ниски скорости. PTFE, PEEK и PVDF материалите се различават по устойчивост на корозия, за да осигурят най-добрата обща химическа устойчивост.
Когато използвате пластмасови лагери при високи температури, трябва да се внимава да изберете правилния материал. Ацеталните лагери не трябва да се използват при температури над 110°C, полипропиленовите само до 80°C, но други материали имат добра устойчивост на висока температура, особено PTFE и PEEK, които са подходящи за температури до 250°C, въпреки по-ниското натоварване рейтинг на PTFE. По принцип пластмасовите лагери не се препоръчват за вакуумни приложения. Изключение прави PEEK, който има много добри дегазиращи свойства.
Керамика
Цирконий / ZrO2 (префикс "CCZR")
Висока устойчивост на корозия към киселини и основи, но може да се влоши след продължително излагане на гореща вода или пара. Проведени са също изследвания върху разграждането на цирконий при ниска температура в присъствието на влага или вода. Има доказателства за известно отслабване на повърхността, но ефектът върху работата на лагерите е неубедителен и не се смята, че засяга сериозно циркониевите лагери при ниски температури или стайна температура.
Широк температурен диапазон от -190°C до 400°C без клетка
Немагнитен и електроизолиращ
По-ниска скорост и натоварване от стоманените лагери
Не е подходящ за нискошумни приложения
75% от плътността на стоманата
По-висока якост на огъване и по-нисък модул на еластичност в сравнение с други керамики, така че по-добри за малки ударни натоварвания и намеси
Разширяване подобно на хромирана стомана и същото като 440 неръждаема стомана, така че няма проблем да се използва със стоманен вал при висока температура
Много добра устойчивост на корозия към вода, солена вода, киселини и основи
Много широк температурен диапазон от -210°C до 800°C без клетка
Немагнитен, електрически изолиращ и подходящ за използване в приложения с висок вакуум
По-ниска скорост и натоварване от прецизните стоманени лагери, но сачмите от Si3N4 се използват във високоскоростни хибридни лагери
Не е подходящ за нискошумни приложения
40% от плътността на стоманата
Много ниско термично разширение, така че помислете за прилягане на вал/корпус за приложения при висока температура
Не се препоръчва за ударни натоварвания или намеси
Най-добра устойчивост на корозия на керамиката
Най-добра производителност при високи температури до 1600°C без клетка
Не е магнитен
Електропроводими
40% от плътността на стоманата
Много ниско термично разширение, така че помислете за прилягане на вал/корпус за приложения при висока температура
Повечето са крехки, така че не могат да понасят ударни натоварвания
Не се доставя от склад
Пълнокерамичните лагери са много скъпи от стоманените лагери и затова често се използват в среда, която е твърде тежка за стоманени лагери. Те имат добра до отлична устойчивост на корозия в зависимост от използвания материал и химикали и обикновено се доставят без смазване. Те не са магнитни и за разлика от силициевия карбид са електроизолиращи. Пълнокерамичните лагери могат да имат PTFE или PEEK клетки или да се доставят като напълно допълващи типове, т.е. без клетки. Ако се доставят като пълна добавка, те могат да се използват при много високи температури.
Тъй като керамиката е много по-твърда от стоманата, тя е крехка. Стоманата може да издържи на големи удари чрез пластична деформация, докато керамиката е склонна към напукване. Следователно изцяло керамичните лагери, особено силициевият нитрид и силициевият карбид, не се препоръчват за използване там, където са вероятни големи ударни натоварвания. Поради по-голямата крехкост, изцяло керамичните лагери могат да поемат приблизително 65% до 75% от натоварването на стоманените лагери. Ограничителната скорост на изцяло керамичните лагери е само около 25% от скоростта на същия стоманен лагер, тъй като пръстените са по-малко кръгли и има по-голям риск от внезапна повреда поради по-ниската якост на огъване в сравнение със стоманата.
Използването на лагери от силициев нитрид или силициев карбид със стоманени валове или корпуси при приложения с висока температура може да причини проблеми при сглобяването поради големи разлики в коефициента на разширение. Ако не се вземе предвид по-голямото разширение на стоманения вал във вътрешния керамичен пръстен при високи температури, може да възникне повреда на лагера. Цирконият е по-малко проблематичен, тъй като коефициентът на разширение е подобен на стоманата. Вижте раздела за монтаж на вал/корпус за подробности.
Хибридни лагери (префикс „CB“ или „SCB“): Силициевият нитрид е най-популярният за сачмите в хибридните лагери, тъй като има само 40% от плътността на лагерната стомана, но е много по-твърд, осигурявайки по-голяма устойчивост на износване. Хибридните лагери също са способни на по-високи скорости поради по-ниската центробежна сила, генерирана от керамичните топки. Въпреки това, поради по-ниската еластичност на топките, контактната площ между топките и каналите е по-малка, което причинява по-висок контактен натиск. Това може да доведе до по-бързо износване на каналите. Увеличението на скоростта за хибридни лагери е приблизително 30-40% с подходящо смазване. Хибридните лагери също могат да работят по-добре с ограничено смазване, но скоростта на работа трябва да бъде намалена. Те също са по-малко подложени на плъзгане на топката при високо ускорение с ниско натоварване.
Фиксатори на лагери
Фиксаторите на лагерите разпределят сачмите равномерно около каналите, за да предотвратят контакта между топката и да позволят по-високи скорости. Те също така помагат за задържане на грес около топките и каналите. За по-голяма точност и за предотвратяване на допълнително триене е важно да не допускате твърде много радиално движение на фиксатора. За тази цел клетката се ръководи от топки или един от пръстените.
Метална корона / лента
Тези стандартни фиксатори са произведени от въглеродна стомана за хромирани лагери и неръждаема стомана клас AISI304 или AISI420 за неръждаеми лагери. Те често са били направени от месинг, който също е предлагал възможност за висока температура, но това е много по-рядко поради по-високата цена на месинга и напредъка в стоманената технология.
За по-високи температури обикновено се препоръчва неръждаема стомана. Клетката с короната и лентовата клетка изпълняват същата функция, но клетката с короната се използва предимно при по-малки миниатюрни лагери и лагери с тънък профил, където пространството е ограничено. Стоманените клетки се предпочитат при тежки условия на работа и където има високи нива на вибрации. Клетките от неръждаема стомана 316 могат да се монтират към изцяло керамични лагери от 8 мм отвор нагоре.
Подходящ за средна и ниска скорост
Издържа на по-високи температури в зависимост от вида на стоманата
Тип корона – Воден вътрешен пръстен
Тип лента – предимно водач на топка
Подсилена найлонова корона (TW)
Тази формована синтетична клетка, подсилена с фибростъкло, има по-добри характеристики на плъзгане от стоманените клетки и произвежда по-ниски колебания на въртящия момент. Той може да увеличи максималната скорост с до 60%, така че често се използва във високоскоростни приложения и има добри характеристики с нисък шум. Този фиксатор не е подходящ за криогенни приложения, тъй като губи своята еластичност под приблизително 30°C. При вакуумни приложения може да стане крехък.
Висока скорост и нисък шум
Температурен диапазон прибл.
30 до + 120 ° C Водена топка
Полиетиленова коронка (PE)
Този нискоскоростен фиксатор е изработен от полиетилен с висока плътност (HDPE) и се използва в лагери от неръждаема стомана 316. Има много добра устойчивост на корозия, така че може да се използва в присъствието на морска вода и много химикали.
Много устойчив на корозия
Температурен диапазон -40 до +80°C
Воден вътрешен пръстен
PEEK Crown (PK)
PEEK клетките обикновено се използват в керамични лагери, лагери от неръждаема стомана 316 и PEEK лагери. Те са силно устойчиви на корозия, имат широк температурен диапазон и са подходящи за използване във вакуумна среда.
Много устойчив на корозия
Ниско отделяне на газове, така че подходящо за използване във вакуум
Температурен диапазон -
70 до + 250 ° C Воден вътрешен пръстен
PTFE корона (PT)
Тази клетка се използва за керамични лагери, лагери от неръждаема стомана 316 и лагери от PTFE. Той е силно устойчив на корозия и има много широк температурен диапазон.
Много устойчив на корозия
Температурен диапазон -
190 до + 200 ° C Воден вътрешен пръстен
Найлонова корона (PA)
Това се използва главно в нашите ацетални пластмасови лагери. За разлика от TW клетката, това не е подсилена клетка, така че не е подходяща за високи скорости. Той е устойчив на корозия, но може да набъбне след няколко месеца, ако се използва постоянно във вода или постоянно влажна среда.
Устойчиви на корозия
Температурен диапазон -30 до +100°C
Воден вътрешен пръстен
Пълно допълнение (F/B)
Пълнодопълващият (или пълен сачмен) лагер съдържа допълнителни сачми и няма фиксатор. Използва се заради по-голямата си радиална товароносимост, въпреки че аксиалната товароносимост е много малка. Тези лагери могат да се използват само при ниски скорости и въртящият момент на лагера се увеличава поради триенето на топка в топка. Подобрените техники за стомана и закаляване увеличиха капацитета на натоварване на лагерите с клетки и лагерите с пълен комплект са много по-рядко срещани сега.
По-висок капацитет на радиално натоварване
Много по-ниски скорости от този в клетка
Ниско аксиално натоварване
Повишен въртящ момент на лагера
Борба с често срещаните проблеми с фиксатора
От повреда на смазването до несъосност, повредата на лагера възниква по редица причини. Фиксаторите обаче могат да се поддадат на два често срещани проблема:
Обръч
Феноменът, когато фиксаторът се клати като хула-хуп, причинявайки пикове на въртящия момент във въртящия се модул. Фиксаторът трябва да следва в истинска периферна равнина, концентрична с диаметъра на стъпката на топките.
Затваряне (навиване)
Когато се прилага аксиално натоварване върху статични лагери, чиято ос на вала е в хоризонтален режим, топките падат надолу до позиция, в която са неравномерно разположени преди прилагането на натоварването. Когато се приложи аксиално натоварване, то притиска топките между вътрешната и външната канали. Сега, когато топките се държат здраво на неравномерно разположени позиции, те карат фиксатора да се завърже. Това обвързване се нарича „фиксиращо затваряне“. След като въртенето на лагера започне, фиксаторът е напрегнат и някои от топките може да се плъзнат, причинявайки повреда, която ще доведе до преждевременна повреда на лагера.
Предпазители и уплътнения на лагери
Лагерите имат различни видове щитове и печати, често наричани затваряния. Тези затваряния не винаги са необходими; обаче екранираните и уплътнени лагери осигуряват по-добра защита от замърсяване и спомагат за задържането на смазочните материали в лагерите.
Щит (ZZ)
Повечето от нашите лагери имат метални щитове. Защитата е проектирана да предотвратява навлизането на по-големи частици в лагера, като същевременно задържа греста вътре в лагера. Те могат да бъдат притиснати във външния пръстен на лагера (несменяеми) или закрепени с пръстени (сменяеми). Тъй като предпазителят не влиза в контакт с вътрешния пръстен, няма увеличение на началния или работния въртящ момент. Предпазителите на лагерите от неръждаема стомана обикновено са изработени от неръждаема стомана AISI 304.
Предотвратете замърсяване от по-големи частици
Намалете изтичането на лубрикант
Не увеличавайте въртящия момент
Широк температурен диапазон, особено за неръждаема стомана
Контактно уплътнение (2RS)
Стандартните лагерни уплътнения се състоят от нитрил/BUNA-N каучук, свързан към метална шайба. Шайбите са изработени от SPCC студено валцована стомана за лагери от хромирана стомана или неръждаема стомана 304 за лагери от неръждаема стомана. Някои размери се предлагат с високотемпературни PTFE уплътнения (до 250°C) или Viton уплътнения (до 230°C). Вътрешният ръб на уплътнението се трие във вътрешния пръстен на лагера, за да осигури ефективно уплътнение срещу по-малки частици като прах и влага, като същевременно предотвратява изтичане на смазка. Контактните уплътнения генерират много по-високи нива на въртящ момент на триене от уплътненията и ще намалят максималната скорост на лагера. Под -40°C нитрилът и витонът се втвърдяват и осигуряват лошо уплътнение, така че трябва да се обмислят PTFE уплътнения или метални екрани за много ниски температури.
Добра защита срещу замърсяване
Значително намалява изтичането на смазка
Намалена максимална скорост с приблизително 40%
Значително увеличен въртящ момент на лагера
температура. Диапазон –40°C/+110°C за NBR
температура. PE диапазон –50°C/+110°C
температура. Viton обхват –40°C/+230°C
температура. PEEK диапазон –70°C/+250°C
температура. PTFE диапазон –190°C/+250°C
Безконтактно уплътнение (2RU)
Тези уплътнения също са изработени от нитрилен каучук, свързан с метални шайби, но не се търкат във вътрешната коловоза на лагера и следователно имат по-малък ефект върху въртящия момент на лагера и максималната скорост от контактните уплътнения и следователно могат да се използват при приложения с нисък въртящ момент и висока скорост . Те осигуряват по-добра защита от металното екраниране, но не уплътняват толкова добре, колкото контактуват.
Добра защита срещу замърсяване
Намалете изтичането на лубрикант
Без увеличаване на въртящия момент
Не влияе на максималната скорост
температура. Диапазон –40°C/+110°C за NBR
температура. PE диапазон –50°C/+110°C
температура. PEEK диапазон –70°C/+250°C
температура. PTFE обхват –190°C/+250°C
Имате ли нужда от лагери, защитени от силно замърсяване?
За приложения в хранително-вкусовата промишленост или във фармацевтичната промишленост, оборудването трябва да отговаря на строги стандарти за хигиена и безопасност. В тези среди защитата от замърсяване е критична, така че е полезно да изберете контактно уплътнение, за да сте сигурни, че мръсотията няма да навлезе в лагера. За оборудване, което се справя с редовно измиване, контактното уплътнение също ще осигури ефективна водоустойчивост. Това ще предотврати изтичането на грес от лагера, приплъзването или прегряването на ролката или сачмата. Много стоманени лагери в тази индустрия изискват доставка на нетоксични смазочни материали, които отговарят на стандартите H1 или H2 на NSF.
Ще работи ли лагерът при екстремни температурни условия?
Екранираните метални лагери обикновено могат да издържат на по-високи температури от запечатаните лагери. За високотемпературни приложения могат да се използват лагери от неръждаема стомана клас 440 при температури до 300°C. Ако бъдат изложени на екстремни условия, гумата или пластмасата могат да се стопят, а ако остатъците се стопят и навлязат в каналите, това може да доведе до повреда на лагера. В тези случаи се препоръчват екранирани лагери.
С каква скорост ще се движи лагерът?
За високоскоростни приложения като колоездене и скейтборд, безконтактните уплътнения са предпочитаният избор. Предлага по-добра защита от замърсяване от предпазителите, а безконтактните уплътнения не влияят на максималната скорост или въртящия момент на лагера.
- степен на натоварване е насока за натоварването, което лагерът може да издържи в дадено приложение, и се използва при изчисляване на живота. Ние винаги изразяваме номиналното натоварване на лагер в Kgf (килограмова сила). Това е силата, упражнявана от килограм маса върху земната повърхност. На други места може да видите сили, изразени в нютони. Нютон се определя като силата, която ускорява маса от един килограм със скорост от един метър в секунда (или 1 m/s²). Тъй като гравитацията на повърхността на Земята е 9.80665 m/s², 1 Kgf = 9.80665 нютона, но за простота нека кажем, че 1 Kgf = 10 нютона.
Динамично радиално натоварване
Динамичното радиално натоварване е официално определено като: „90% постоянно радиално натоварване в набор от идентични лагери от хромирана стомана, като само вътрешният пръстен се върти, за един милион оборота, преди да покаже признаци на умора.“
Един милион оборота в минута наистина звучи като много, но нека погледнем по-отблизо. Ако работите с около 10,000 100 оборота в минута (rpm) и приложите максимално динамично натоварване, лагерът ще издържи само малко повече от час и половина (XNUMX минути).
Тези числа се използват за изчисляване на номиналния живот, но при нормални приложения лагерите не трябва да се подлагат на подобни натоварвания, освен ако не очаквате да издържат много дълго.
Ако се изисква дълъг живот, най-добре е действителното натоварване да се ограничи между 6% и 12% от номиналното динамично натоварване на лагера. Може да издържи на по-големи натоварвания, но животът ще бъде съкратен.
Лагерите от неръждаема стомана AISI440C/KS440 ще поддържат приблизително 80% – 85% от стойностите на натоварването на лагерите от хромирана стомана. Стойностите за натоварване на опорния лагер се основават на постоянно аксиално натоварване от един милион оборота. Екипът от експерти на AUB Bearings може да ви помогне да предоставите данни за оценъчния живот на широка гама от различни лагери.
Номинално статично радиално натоварване
Статичните радиални натоварвания са чисто радиални натоварвания (или аксиални натоварвания за аксиални лагери), които причиняват пълна постоянна деформация на сачмите или каналите.
Статични натоварвания, близки до това число, може да са приемливи за някои приложения, но не и когато се изисква гладкост или точност. Стойностите на статично натоварване за лагери от неръждаема стомана са приблизително 75% до 80% от тези за лагери от хромирана стомана.
Товароносимостта на лагера може да бъде ограничена от смазката. Някои смазочни материали са подходящи само за леки натоварвания, докато други са предназначени за приложения с високи натоварвания. Лагерите с пълен комплект имат по-високи стойности на натоварване. Капацитетът на аксиално натоварване на радиалните сачмени лагери може да се увеличи чрез определяне на свободна радиална хлабина.
Номинално аксиално натоварване
Типовете лагери за тежък режим на работа като серията 6200 или 6300 могат да поемат аксиални натоварвания до 50% от номиналното статично радиално натоварване. Поради плитките канали, тънкостенните сачмени лагери с дълбок канал могат да поемат само аксиални натоварвания между 10% и 30% от номиналното статично радиално натоварване на лагера.
Имайте предвид, че тези цифри се основават на чисти аксиални натоварвания. Допълнителни радиални натоварвания или моменти (натоварвания от несъосност) ще повлияят на капацитета на аксиално натоварване. Превишаването на общите препоръчителни граници за комбинирани натоварвания ще има неблагоприятен ефект върху живота на лагера.
Пълнодопълващите сачмени лагери имат канал за пълнене, изработен машинно във вътрешния и външния пръстен. При аксиални натоварвания жлебът пречи на въртенето на топката, така че не се препоръчват лагери с пълен комплект за аксиални натоварвания.
Живот на лагера
Изчисленото живот на лагер се основава на неговото натоварване, работна скорост и фактори на околната среда. Индустриалните стандарти обикновено изискват 90% от лагерите да могат да се използват след 1 милион оборота и 50% от лагерите да могат да се използват след 5 милиона оборота. Това е известно като живот на лагера при умора. Животът на лагерите често се подценява (от съображения за безопасност) и приложимите променливи се използват за изчисляване на този живот.
Може да се направи и със следната формула:
Вътрешен луфт на сачмен лагер
Вътрешен просвет или радиален просвет е количеството хлабина между сачмите и каналите на лагера.
Радиалната хлабина е хлабината, измерена перпендикулярно на оста на лагера, или по-конкретно: среден диаметър на каналите на външния пръстен минус средния диаметър на каналите на вътрешния пръстен минус (2 х диаметър на сачмата).
Аксиалната хлабина е хлабината, измерена по протежение на оста на лагера, наречена аксиална хлабина. Аксиалната хлабина е приблизително 10 пъти по-голяма от радиалната хлабина.
Радиалната хлабина в лагера преди монтажа може да се нарече „първоначална“ радиална хлабина. „Остатъчният“ или „движещият“ радиален луфт е това, което остава след монтирането на лагера. В идеалния случай остатъчната радиална хлабина в лагера трябва да бъде нула, за да се сведе до минимум приплъзването на сачмата и да се намали аксиалната хлабина (крайна хлабина), така че е много важно да изберете правилно първоначалната радиална хлабина.
По време на монтажа има много фактори, които могат да променят радиалния просвет. Плътното прилягане на вала (обикновено наричано намесване или пресово прилягане), при което валът е малко по-голям от вътрешния пръстен на лагера, ще разтегне вътрешния пръстен, което го прави по-голям. Това намалява радиалната хлабина на намесата с до 80%. Подобна ситуация може да възникне, ако външният пръстен е плътно прилепнал към корпуса. Разликата между температурата на вала и корпуса също може да бъде проблем. Ако вътрешният пръстен на лагера е по-горещ от външния, той ще се разшири и ще намали радиалната хлабина. Това може да се изчисли, както следва:
Хромирана стомана: 0.0000125 x (температура на вътрешния пръстен – температура на външния пръстен °C) x диаметър на канала на външния пръстен* в mm.
440 неръждаема стомана: 0.0000103 x (температура на вътрешния пръстен – температура на външния пръстен °C) x диаметър на канала на външния пръстен * (mm).
* Диаметърът на канала на външния пръстен може грубо да се изчисли като: 0.2 x (d + 4D), където d е отворът в mm, а D е външният диаметър в mm.
Може да има и проблеми, например валът е направен от различен материал от лагерите и корпуса и се разширява поради различен коефициент на разширение. В този случай може да са необходими лагери с по-хлабава радиална хлабина.
Стандартната радиална хлабина обикновено е подходяща и тези лагери са лесно достъпни, но понякога се препоръчва нестандартна хлабина. Ако натоварването е чисто радиално, малкият радиален хлабина води до нисък шум, по-висока твърдост и точност на движение. По-свободната радиална хлабина е желателна при големи аксиални натоварвания, тъй като увеличава капацитета на аксиалното натоварване на лагера. Той също така ще приспособи по-добре несъответствието между вала и корпуса.
Стеснен радиален просвет (MC1/MC2, PO2/P13, C2): Разглежда се за чисто радиални натоварвания и приложения с нисък шум и ниски вибрации. Пазете се от аксиални натоварвания, приложения с висока скорост, силни вибрации и приложения с много нисък въртящ момент. Не трябва да се използва намеса.
Средна радиална хлабина (MC3/MC4, P24/P35, CN): Най-често използвани и налични като стандарт, с изключение на изцяло керамични лагери с C3 като стандарт.
Разхлабен радиален просвет (MC5/MC6, P58/P811, C3/C4): Поради по-големия капацитет на натиск, помислете за по-високи аксиални натоварвания. Могат да се толерират по-големи намеси и несъосности на валовете. Подходящ и за тежки натоварвания или ударни натоварвания. Не се препоръчва за приложения с ниско ниво на шум, освен ако по-тесните радиални хлабини не са подходящи.
Среден радиален просвет (MC3/MC4, P24/P35, CN): Най-често използвани и налични като стандарт, с изключение на напълно керамични лагери с C3 като стандарт.
Разхлабен радиален просвет (MC5/MC6, P58/P811, C3/C4): Поради по-големия капацитет на натоварване на тягата, помислете за по-високи аксиални натоварвания. Могат да се толерират по-големи намеси и несъосности на валовете. Подходящ също за големи натоварвания или ударни натоварвания. Не се препоръчва за приложения с ниско ниво на шум, освен ако по-тесните радиални хлабини не са подходящи.
Радиалната хлабина няма нищо общо с класа на точност или толеранса. Разхлабеният лагер не означава непременно ниска точност на лагера. Можете да използвате лагери от клас P4 (Abec7) с по-слаба радиална хлабина, точно както можете да използвате P0 (Abec1) лагери с по-голяма радиална хлабина, твърде голямата хлабина показва необходимостта от по-малка радиална хлабина или аксиално предварително натоварване.
При нискошумни или високоскоростни приложения е желателно нулево остатъчно радиално движение. Това осигурява по-голяма твърдост, намалява шума, осигурява по-голяма прецизност на движение и елиминира приплъзването на топката при ускорение. Това се постига чрез прилагане на предварително натоварване към лагера. Това е аксиалното натоварване, приложено към вътрешния или външния пръстен, за да се противодейства на ефекта на външния пръстен върху вътрешния пръстен и да се елиминира радиалната луфт.
Предварително зареждане обикновено се прилага чрез използването на вълнообразни шайби или пружинни шайби и обикновено се прилага към неподвижен пръстен, който се предполага, че има плъзгащо прилягане към вала или корпуса, за да позволи аксиално движение. Ако лагерът е залепен към вала или корпуса, можете да използвате тежест, за да поддържате лагера предварително натоварен, докато лепилото се втвърдява. Размерът на предварителното натоварване трябва да бъде възможно най-малък. Прекомерното предварително натоварване ще доведе до висок въртящ момент на триене и бърза повреда.
Ръководство за предварително зареждане
Предварително заредена категория | Предварително заредено количество Миниатюрен и малък лагер (Cr = номинално основно динамично натоварване) | Предварително заредено количество Стандартен лагер (Cr = номинално основно динамично натоварване) | Характеристики: |
| Леко предварително натоварване | 0.50% х Cr | 0.15% х Cr | Не е необходима твърдост на лагера. Акцент върху ниския въртящ момент. |
| Леко предварително натоварване | 1.25% х Cr | 0.58% х Cr | Необходими са твърдост на лагера и нисък въртящ момент. |
| Средно предварително натоварване | 1.75% х Cr | 1.28% х Cr | Акцент върху твърдостта на лагера. Сравнително висок въртящ момент. |
| Тежко предварително натоварване | 2.50% х Cr | 2.64% х Cr | Акцент върху твърдостта на лагера. Висок въртящ момент. |
Максимална скорост на сачмен лагер
Редица фактори влияят върху ограничението на скоростта на сачмените лагери, като температура, натоварване, вибрации, радиална хлабина, фиксатор, лубрикант, материал на сачмата и затваряния.
Скоростите, цитирани в нашите технически чертежи, са само приблизителни и валидни за лагери, използвани на хоризонтален вал с метална клетка, стандартен допуск и радиална хлабина, средно натоварване, въртящ се вътрешен пръстен и подходяща смазка (вижте по-долу). Приложенията с вертикален вал ще изискват максимално намаляване на скоростта с приблизително 20 процента поради намалено насочване на клетката и по-малко ефективно задържане на смазка.
Прекомерните температури и по-високите натоварвания ще изискват и по-ниски скорости. Лагерите, оборудвани с контактни уплътнения, не могат да постигнат същата скорост поради увеличеното триене между устната на уплътнението и вътрешния пръстен на лагера. Изборът на смазка също може да окаже значително влияние върху номиналната скорост. Максималната скорост, при която лубрикантът може да работи ефективно, варира според типа.
Следните коефициенти за настройка са приблизителни и се основават на лагери с метални корони или лентови клетки. Ако се използва подходяща смазка, максималната скорост на лагера може да се увеличи чрез използване на найлонови или фенолни клетки. Използването на керамични сачми може да увеличи скоростта на лагера с до 40%, но керамичните сачми също така намаляват товароносимостта на лагера поради повишеното напрежение върху лагерните пръстени, причинено от по-твърдите керамични сачми.
Таблица за намаляване на скоростта:
| Въртящ се вътрешен пръстен | Въртящ се външен пръстен | ||
|---|---|---|---|---|
Отворете/ZZ | 2RS | Отворете/ZZ | 2RS | |
петролно масло | Нулево намаление | 40% намаление | 20% намаление | 40% намаление |
Синтетично масло | Нулево намаление | 40% намаление | 20% намаление | 40% намаление |
Силиконово масло | 30% намаление | 40% намаление | 50% намаление | 50% намаление |
Стандартна грес | 30% намаление | 40% намаление | 50% намаление | 50% намаление |
Високоскоростна грес | Нулево намаление | 40% намаление | 20% намаление | 40% намаление |
Силиконова грес | 30% намаление | 40% намаление | 50% намаление | 50% намаление |
Въртящ момент на триене на сачмен лагер
Въртящият момент на триене влияе върху свободното движение на лагера. Лагерите, които съдържат твърда грес, ще имат затруднения при въртенето. Това означава, че има относително висок момент на триене. Лагер, който не е смазан, ще се върти свободно, което означава, че има нисък въртящ момент на триене. Силата, необходима за въртене на лагер, зависи до голяма степен от заоблеността на лагера, приложеното натоварване, смазването и затварянето. По-добрата закръгленост и повърхностно покритие на сачмите и каналите означава, че е необходима по-малко сила за въртене на лагера. Колкото по-голямо е натоварването, толкова по-голяма е деформацията на компонентите на лагера, което води до повишена устойчивост.
Що се отнася до смазването, маслата за калибриране обикновено произвеждат по-ниски нива на въртящ момент, особено при много ниски скорости, но разликата между тези масла и много греси с нисък въртящ момент може да бъде много малка, особено ако се използват пълнители с ниска грес. Лубрикантите с висок вискозитет могат значително да увеличат въртящия момент на лагера поради по-голяма устойчивост на смазката. Смазочните лагери изпитват кратки пикове в нивата на въртящ момент, тъй като на смазката й е необходимо кратко време, за да „влезе“ или да се разпредели вътре в лагера. Контактните уплътнения ще увеличат значително стойностите на въртящия момент. Силата, необходима за завъртане на лагера от покой (начален въртящ момент), е малко по-голяма от силата, необходима за поддържането му да се върти (въртящ момент).
Можете да изчислите приблизителните цифри за въртящия момент на триене, като използвате тази проста формула:
Радиални сачмени лагери: 0.5 x 0.0015 x радиално натоварване в нютони* x отвор на лагер (mm)
Аксиални сачмени лагери: 0.5 x 0.0013 x аксиално натоварване в нютони* x отвор на лагер (mm)
Това е валидно само ако лагерът има стандартно пълнене на смазване с нисък въртящ момент, няма контактни уплътнения и е подложен на ниска скорост и ниско натоварване. За радиалните сачмени лагери аксиалното натоварване трябва да бъде по-малко от 20 процента от радиалното натоварване, докато натоварването трябва да бъде чисто аксиално за аксиалните лагери. Свържете се с нас, ако имате нужда от точни цифри, като вземете предвид скоростта и вискозитета на смазката.
Измерванията са в нютон милиметри (Nmm). Това е съставна единица за въртящ момент, съответстваща на въртящия момент от сила от един нютон (приблизително 0.1 Kgf), приложена върху разстояние от един милиметър.
Шум и вибрации на сачмените лагери
Прекомерната вибрация увеличава шума на лагера и може значително да намали живота на лагера. Лагерните пръстени и сачмите не са съвършено кръгли, а сачмите и каналите, дори след интензивно фино шлайфане и полиране, не са идеално гладки. Несъвършенствата на машинната обработка под формата на грапави или неравни повърхности могат да причинят един пръстен да се движи или да се клати радиално спрямо другия, причинявайки вибрации и шум на лагера. Гладкостта или безшумността на лагера може да се провери с акселерометър, който измерва вибрациите на лагера във външния пръстен, обикновено вътрешният пръстен се върти с 1800 rpm. За да разберете как да измервате вибрациите на лагерите, е важно да разберете как работят вибрациите.
Количеството трептене във вибриращ обект се нарича изместване. Когато външен пръстен на лагер вибрира, външната повърхност ще се премести нагоре до горната граница, след това надолу до долната граница и след това обратно до началната точка. Измерването между горната и долната граница се нарича изместване от връх до връх. Цялото движение на колебание от началната точка през горната и долната граница и обратно до началната точка се нарича a цикъл. Този цикъл на вибрации ще се повтаря, докато лагерът се върти. Можем също да измерим броя на тези цикли за дадено време. Това ни дава честота. Честотата най-често се изразява като цикли в секунда (CPS) или херц (Hz), което е едно и също нещо.
Вибрацията може да увеличи степента на умора и да съкрати живота на лагера. Измерванията на изместването не ни казват достатъчно. Вибрациите в лагер или машина обикновено се появяват на много различни честоти и всички те допринасят за умората, така че трябва да вземем предвид всички тези честоти на вибрации при нашите измервания на вибрации. Можем да постигнем това чрез измерване на скоростта на вибрациите.
Вибрационна скорост (изместване х честота) ни дава добра индикация за тежестта на вибрацията. Ако носещ компонент се движи на определено разстояние (изместване) с определена скорост (честота), той трябва да се движи с определена скорост. Колкото по-висока е измерваната скорост на вибрациите, толкова по-шумен е лагерът. Скоростта на вибрациите се измерва на Bearing Vibration Tester в микрони в секунда или Anderon Meter в Anderons. Един андерон се равнява на 7.5 микрона в секунда. Отчитанията са разделени на три честотни ленти: ниска (50 до 300 Hz); средна (300 до 1800 Hz) и висока (1800 до 10000 Hz). Въпреки че скоростта на вибрациите показва потенциала на умора, силата на вибрациите може да причини деформация на топките и пръстените и може да бъде много вредна при високи честоти, където показанията на скоростта може да са доста ниски. Поради тази причина измерваме и вибрационното ускорение.
Ускорение на вибрациите е индикация за вибрационна сила (сила = маса x ускорение) и тъй като силата е вредна при по-високи честоти, вибрационното ускорение е полезно измерване, когато лагерът ще изпитва честоти на вибрации над 2000 Hz. Ускорението на вибрациите се измерва в G (9.81 m/s²), но често ще видите тези измервания преобразувани в децибели (dB).
Нисък рейтинг на шум/вибрации се постига чрез обръщане на специално внимание на покритието на повърхността на каналите и топките, заоблеността на пръстените и топките и правилния дизайн на клетката. Могат да се използват и фино филтрирани нискошумни греси. Те съдържат по-малко, по-малки твърди частици, които генерират шум, когато преминават между топките и каналите.
Външни фактори като околните вибрации могат да повлияят на шума от лагерите. Друг проблем, особено при по-малки и тънки лагери, е изкривяването на пръстена, причинено от лоша закръгленост на вала или корпуса. Замърсяването с мръсотия или прах също ще увеличи нивата на шум и вибрации. Лошата практика на монтаж или неправилното боравене понякога са виновни, причинявайки ударни натоварвания, които на свой ред създават драскотини или вдлъбнатини в каналите.
Смазки за сачмени лагери
Правилно смазване е от решаващо значение за работата на лагера. Смазването създава тънък филм между контактните зони на лагера за намаляване на триенето, разсейване на топлината и предотвратяване на корозията на сачмите и каналите. Лубрикантите влияят върху максималните работни скорости и температури, нивата на въртящ момент, нивата на шум и в крайна сметка живота на лагерите. Най-често се използват лубриканти на минерална или синтетична основа. Има много различни видове, предназначени за общо или високоскоростно използване, нискошумни приложения, хидроизолация или екстремни температури.
Силиконови лубриканти имат широк температурен диапазон и показват по-малка промяна във вискозитета с температурата. Освен това са добре водоустойчиви и безопасни за използване с повечето пластмаси. Не са подходящи за големи натоварвания и високи скорости.
Перфлуорирани или PFPE смазки са незапалими, съвместими с кислород и силно устойчиви на много химикали. Те няма да реагират с пластмаси или еластомери. Много от тях имат ниско налягане на парите и са подходящи за приложения във вакуум или чисти помещения, докато някои могат да издържат на температури над 300°C.
Сухи смазочни материали За употреба, когато стандартните смазочни материали могат да причинят замърсяване, като например във вакуумна среда. Популярни материали като молибденов дисулфид или волфрамов дисулфид могат да бъдат полирани или напръскани върху сачмите и каналите, за да осигурят гладка работа и по-високи работни скорости от несмазаните лагери.
Твърди полимерни лубриканти се състоят от синтетичен полимер, импрегниран със смазочно масло, което запълва по-голямата част от вътрешното пространство на лагера. Този тип лубрикант обикновено се използва в прашна среда или затворени лагери, където не може да се толерира изтичане на лубрикант, като чиста среда и приложения с вертикален вал. Твърдите лубриканти имат отлична водоустойчивост и могат да издържат на редовно измиване. Те също така могат да издържат на силни вибрации и центробежни сили.
Овлажняващи греси се използват широко в автомобилни части за предотвратяване на тракане и скърцане. Те се използват и за придаване на „качествено“ усещане на превключватели, плъзгачи, резби и зъбни колела. Те могат да се използват в бавно въртящи се лагери, например в потенциометри по същата причина.
Хранителни смазки са необходими, за да може хранително-вкусовата промишленост да отговаря на строги хигиенни разпоредби. HI одобрени смазки се изискват за лагери, където може да има случаен контакт с храна и H2 одобрени греси се използват, когато няма контакт. Тези греси също така са проектирани да бъдат силно устойчиви на измиване от процеси на почистване.
Вискозитет на лубриканта
Масла и греси с нисък вискозитет се използват, когато се изисква ниска устойчивост на смазка, като например чувствителни инструменти. Смазочни материали с по-висок вискозитет могат да бъдат определени за приложения с високо натоварване, висока скорост или вертикален вал. Маслата с нисък вискозитет (или греси с базови масла с нисък вискозитет) са предпочитани за високоскоростни приложения, тъй като генерират по-малко топлина. Въпреки че гресите често осигуряват много по-голяма устойчивост от маслата, много съвременни греси с нисък въртящ момент могат да дадат стойности на въртящия момент, които са подобни на някои масла, особено когато се използва ниско грес.
Масла
Повечето масла поддържат консистенцията си добре в широк температурен диапазон и са лесни за нанасяне. За приложения с много нисък въртящ момент трябва да се посочи леко инструментално масло. Възможни са по-високи скорости на работа с масло, но тъй като има тенденция да не остава на място, трябва да се прилага непрекъснато смазване чрез маслена струя, маслена баня или маслена мъгла, освен ако скоростите не са ниски или въртенето е за кратки периоди. Импрегниран с масло фенолен фиксатор или синтетичен фиксатор, направен от материал с много нисък коефициент на триене като Torlon, не се нуждае от непрекъснато външно смазване. Тези типове фиксатори често се използват при зъбни лагери с висока скорост и нисък въртящ момент.
греси
Гресите са просто масла, смесени със сгъстител, така че да останат вътре в лагера. Гресите обикновено са подходящи за големи натоварвания и имат очевидното предимство да осигуряват постоянно смазване за дълъг период без поддръжка.
Изненадващо, твърде много грес може да бъде лошо за лагера. Високото пълнене с грес ще означава по-голямо съпротивление при търкаляне (по-висок въртящ момент), което може да не е подходящо за много приложения, но още по-лошо е рискът от натрупване на топлина. Свободното пространство вътре в лагера е важно, за да позволи на топлината да се излъчва далеч от контактната зона между сачмите и каналите. В резултат на това твърде много грес може да доведе до преждевременна повреда, освен ако скоростите не са ниски. Стандартното запълване е 25% – 35% от вътрешното пространство, но това може да варира, ако е необходимо. По-малък процент може да бъде определен за приложение с висока скорост и нисък въртящ момент, докато много по-високо пълнене може да бъде препоръчително за приложение с ниска скорост и голямо натоварване.
Рейтинг на скоростта на смазване
Гресите имат скорости, понякога наричани "DN" оценки. Изчислението за „DN“ на приложение е както следва:
Скорост в rpm x (ID на лагера + OD на лагера) ÷ 2
Да приемем, че един лагер се върти с 20,000 8 оборота в минута. ID на лагера е 22 mm, а OD е 300,000 mm. Горната формула дава DN от 1 XNUMX, така че греста трябва да бъде оценена над тази цифра. Много съвременни греси са подходящи за високи скорости, като някои са с номинална стойност от XNUMX милион DN или .
Производителите могат да предприемат няколко подхода, за да осигурят дълъг и успешен живот на лагерите. Първата стъпка е да се ограничат радиалните натоварвания до между 6% и 12% от номиналното динамично натоварване на лагера. Въпреки че лагерът може да издържи на по-големи натоварвания, животът му ще бъде съкратен.
Следващата стъпка е да изберете правилния материал. Изборът на правилния тип лагер също може да играе важна роля, въз основа на опита на AUB Bearings като специалисти в тънки профили, устойчиви на корозия, миниатюрни лагери и керамични лагери. Въпреки че всички радиални сачмени лагери имат известна способност за натоварване на натиск, ако има по-големи натоварвания на натиск, обикновено е най-добре да се използват тежки лагери с дълбоки канали, тъй като те могат да издържат до 50% от номиналното статично радиално натоварване в натоварването в аксиална посока.
Въпреки че лагерите с тънък профил (разликата между вътрешния и външния диаметър на лагера е малка) са много подходящи за компактност и намаляване на теглото. Поради плитките канали, те могат да поемат само аксиални натоварвания между 10% и 30% от статичното радиално натоварване на лагера. Допълнителните радиални или моментни натоварвания допълнително ще намалят капацитета на натоварване на тягата. Прекомерните натоварвания на тягата върху лагерите с тънък профил могат да доведат до опасно приближаване на сачмите до горната част на каналите.
By избор на подходящ лагер тип и като се вземат предвид ключовите фактори, управляващи радиалните и осовите натоварвания, инженерите могат да гарантират, че ще продължат да правят иновации, като същевременно предоставят най-високи нива на прецизност, гладкост и живот на лагерите.
