Конусни ролкови лагери или сферични ролкови лагери?

Конусни ролкови лагери или сферични ролкови лагери?

Ролковият лагер е търкалящ лагер, който използва въртящото се движение на ролките, за да поддържа въртящи се части. Ролковите лагери са неразделна част от съвременните индустриални машини и играят ключова роля в различни приложения. Ролковите лагери са предпочитани поради техния нисък начален въртящ момент, висока точност на въртене и лесен избор. Структурата на ролковите лагери включва много видове, като конусовидни ролкови лагери, цилиндрични ролкови лагери, сферични ролкови лагери и аксиални ролкови лагери. Те са в състояние да издържат на различни видове радиални и аксиални сили и са проектирани с оглед на ефективността на подравняване, за да се адаптират към сложни условия на монтаж. Този блог има за цел да изясни разликите между два ключови типа ролкови лагери: конусни лагери и сферични лагери. Помага ви да разберете разликите между тях и предоставя конструктивни предложения за вземане на информирани решения в индустриални приложения.

Какво представляват конусните ролкови лагери?

Лагери с конусни ролки имат заострени ролки, разположени между вътрешните и външните канали. Конусните ролкови лагери се състоят от вътрешни пръстени, външни пръстени, ролки и клетки. Коригираните контактни линии при контакта между ролките и каналите намаляват концентрациите на напрежение. Те се събират в обща точка на оста на лагера, осигурявайки оптимални условия на търкаляне и ефективно разпределение на натоварването върху ролките. Конусните ролкови лагери са отделни лагери. Вътрешният и външният пръстен на лагера имат заострени канали. Този тип лагери се разделят на различни структурни типове като едноредови, двуредови и четириредови конусни ролкови лагери според броя на монтираните редове ролки. Едноредовите конусни ролкови лагери могат да понасят радиални натоварвания и аксиални натоварвания в една посока. Когато лагерът е подложен на радиално натоварване, ще се генерира аксиална компонентна сила, така че е необходим друг лагер, който може да издържи на аксиалната сила в обратна посока, за да го балансира.

Лагери с цилиндрични ролки

На март 23, 1895, Джон Линкълн Скот, фермер от Уилмот, Индиана, подаде заявление за патент в Патентното ведомство на САЩ за своето изобретение на ролков лагер, който може да се монтира върху „оси и главини на камиони, четириколесни или други колесни превозни средства“. се състои от два комплекта цилиндрични ролки, единият комплект с по-голям диаметър от другия, монтирани върху плоска повърхност, обработена върху лебедка със заострен вал. През 1898 г. Хенри Тимкен патентова конусни ролкови лагери, използващи конусовидни ролки. По това време Timken беше производител на карети в Сейнт Луис с три патента за пружини за карети. Въпреки това патентът му за конусовидни ролкови лагери прави компанията му успешна.

Предимства на конусно-ролковите лагери

Голяма товароносимост: В сравнение с други лагери, конусните ролкови лагери имат по-голяма товароносимост. Това прави лагера широко използван в голямо механично оборудване, като лагери на скоростна кутия за вятърна енергия.

висока точност: Конусните ролкови лагери имат висока точност и ъглите на наклона на вътрешните и външните пръстени могат да бъдат зададени според различните изисквания за употреба, което също е една от причините за тяхната популярност.

Функция за автоматично регулиране: Благодарение на ъгъла на наклона на вътрешните и външните пръстени, конусните ролкови лагери могат да се адаптират към неравномерни движения в машини и оборудване, като по този начин намаляват шума и загубите, причинени от триене и вибрации.

Конусни ролкови лагери или сферични ролкови лагери

Работете с аксиални и радиални натоварвания: Конусните ролкови лагери са добри при справяне с аксиални (тяга) и радиални натоварвания, което е уникална характеристика, породена от техния дизайн. Разположението на конусните ролки им позволява ефективно да управляват товарите в множество посоки.

Добро уплътняване: Вътрешният дизайн на конусно-ролковия лагер е много уплътнен, което може по-добре да защити ролките и клетките и да намали замърсяването на околната среда по време на употреба.

Дълъг живот: Поради предимствата на конусните ролкови лагери като голяма товароносимост, висока точност, автоматично регулиране и добро уплътняване, те имат относително дълъг експлоатационен живот и големи икономически ползи.

Недостатъци на конусните ролкови лагери

Трудност при инсталиране: Монтирането на конусни ролкови лагери изисква относително високи разходи за обработка, особено при манипулиране на монтажа. В много случаи се изискват професионални познания и оборудване, в противен случай лесно се случват повреди.

По-висока цена: Тъй като производството и обработката му изискват сложна технология и използвани материали, цената на конусните ролкови лагери е сравнително висока.

Приложения на конусни ролкови лагери

В много приложения конусните ролкови лагери се използват в двойки гръб до гръб, за да поддържат еднакво аксиалните сили във всяка посока. Двойките конусовидни ролкови лагери се използват в автомобилни и колесни лагери, където трябва да се справят както с големи вертикални (радиални), така и с хоризонтални (аксиални) сили. Конусните ролкови лагери обикновено се използват в приложения със средна скорост, тежки условия, където се изисква издръжливост. Обичайните приложения в реалния свят включват селскостопанско, строително и минно оборудване, битка с роботи за движение, осови системи, скоростни кутии, двигатели и редуктори, задвижващи валове, железопътни оси, диференциали, вятърни турбини и . Конусните ролкови лагери са единици, съставени от конусни канали (вътрешни и външни пръстени) и конусни ролки. Тази конструкция е подходяща за комбинирани натоварвания, като двойнодействащи аксиални и радиални натоварвания. Оста на лагера е мястото, където проектираните линии на пистата се комбинират на общо място, за да подобрят търкалянето, като същевременно намаляват триенето. Капацитетът на натоварване може да бъде увеличен или намален въз основа на увеличаване или намаляване на контактния ъгъл. Колкото по-голям е ъгълът, толкова по-голям е контактният ъгъл. Те често се използват по двойки, за да се справят по-добре с радиални натоварвания и в някои тежки приложения могат да се използват в комбинация от два или четири реда в един модул.

Приложения на конусно-ролкови лагери

Ограничения на приложението

Скорост: Конусните ролкови лагери не са подходящи за високоскоростни приложения поради тяхната конструкция.

Чувствителност към разместване: Те са чувствителни към проблеми с разместване и изискват внимателен монтаж и поддръжка.

Сложност на монтажа и демонтажа: Поради вътрешния им дизайн, монтажът и демонтажът на тези лагери са сложни в сравнение с други видове лагери.

Конусните ролкови лагери играят важна роля в приложения, изискващи високо прецизно боравене с тежки товари. Разбирането на техните приложения обаче е от решаващо значение за гарантиране, че се използват в подходящи приложения, като се увеличи максимално тяхната ефективност и дълготрайност.

Какво представляват сферичните ролкови лагери?

Сферични ролкови лагери имат двойни редове ролки. Външният пръстен има обща сферична релса, а вътрешният пръстен има две релси, които са наклонени под ъгъл спрямо оста на лагера. Тази гениална структура го прави самонастройващ се, така че не се влияе лесно от ъгъла на вала и корпуса на лагера или от огъването на вала. Подходящ е за случаи, когато грешки при монтажа или отклонение на вала причиняват ъглови грешки. Когато валът е огънат поради сила или монтажът не е концентричен, лагерът все още може да се използва нормално. Ефективността на центроване варира в зависимост от серията размери на лагера. Обикновено допустимият ъгъл на подравняване е 1 до 2.5 градуса и също така има добра устойчивост на удар. В допълнение към радиалните натоварвания, сферичните ролкови лагери могат да понасят и аксиални натоварвания, действащи в двете посоки. Има два вида вътрешни отвори на сферични ролкови лагери: цилиндрични и конични. Конусът на коничния отвор е 1:30 и 1:12. Този вид коничен лагер с вътрешен отвор е оборудван с адапторна втулка или изтегляща втулка. Саморегулиращият се сачмен лагер със заострен вътрешен отвор може лесно и бързо да се монтира на вала.

Сферични ролкови лагери

Предимства на сферичните ролкови лагери

Възможност за самоподравняване: Изключителна характеристика на сферичните ролкови лагери е тяхната способност за самонастройване. Това се дължи на кривината на каналите на външния пръстен, които са подравнени с оста на въртене.

Толерантност към несъответствие: Сферичните ролкови лагери могат да понасят определена степен на несъосност, компенсирайки грешките в отклонението и подравняването на вала, без това да повлияе на работата.

Голяма товароносимост: Сферичните ролкови лагери имат по-голяма товароносимост от другите търкалящи лагери и могат да издържат на по-високи натоварвания и аксиални натоварвания.

Дълъг живот: Вътрешната структура на сферичните ролкови лагери е сложна, но може да разпредели натоварването и да намали триенето при търкаляне, като по този начин удължава експлоатационния живот.

Силна адаптивност: Сферичните ролкови лагери могат да се адаптират към оста на въртене и грешките при монтажа, което им позволява да се адаптират към различни работни среди и условия.

Недостатъци на сферичните ролкови лагери

Висока цена: Производството на сферични ролкови лагери изисква сложно технологично оборудване и е скъпо, така че е необходимо внимателно обмисляне при чувствителни към разходите приложения.

Склонност към отклонение при аксиално натоварване: Изкривяването на аксиалното натоварване на сферичните ролкови лагери ще причини преждевременно износване и повреда на лагерите. Следователно инсталирането и поддръжката на лагерите трябва да бъдат подходящо регулирани, за да се избегнат проблеми.

Не е подходящ за високоскоростни приложения: Когато сферичните ролкови сачмени лагери се въртят с висока скорост, те ще генерират много триене и топлина, което води до по-високи работни температури. Това не само ще повлияе на ефективността на работа на машината, но и ще се отрази на живота на лагерите. Следователно, когато избирате сферични ролкови сачмени лагери, е необходимо да изберете подходящи спецификации и модели въз основа на действителната работна среда и условията на натоварване, за да се гарантира нормалната работа на лагерите.

Вибрации и шум: Сложността на структурата на сферичния ролков сачмен лагер определя, че неговият шум и вибрации ще повлияят на нормалната работа на машината и могат също така да съкратят живота на лагера. В допълнение, вибрациите и шумът също могат да имат въздействие върху оператора на машината, което води до опасна или неудобна работна среда. За да се намалят вибрациите и шума на сферичните ролкови лагери, е необходимо да се изберат висококачествени лагери и да се извърши разумна настройка и корекция на устройството.

Ниска енергийна ефективност: Когато се въртят с висока скорост, сферичните ролкови лагери трябва да консумират много енергия, за да преодолеят триенето. Ако дизайнът и използването на лагерите са неразумни, това не само ще изразходва енергия, но и ще доведе до ниска ефективност на машината. Следователно, за да се подобри енергийната ефективност на сферичните ролкови сачмени лагери, е необходимо да се прецени дали дизайнът на лагера и производственият процес са разумни и да се вземат съответните мерки за подобряване на оперативната ефективност на машината.

В обобщение, сферичните ролкови лагери имат уникални предимства като самонастройване и висока товароносимост, което ги прави идеални за приложения с големи натоварвания и склонни към разместване. Трябва обаче да се вземе предвид тяхното ограничение в скоростта, сложността и размера, за да се гарантира, че са избрани за подходящия случай на употреба.

Приложения на сферични ролкови лагери

Минно оборудване: Те могат да издържат на екстремни натоварвания и удари, срещани от багери, самосвали и трошачки.

земеделска техника: Трактори, комбайни и друга тежка селскостопанска техника разчитат на тяхната издръжливост и устойчивост на тежки условия.

Рафинери за целулоза: Тяхната висока товароносимост и устойчивост на замърсяване са от съществено значение за ефективната обработка на влакнести материали.

Приложения на сферични ролкови лагери

Големи промишлени скоростни кутии: Способността им да се справят с комбинирани радиални и аксиални натоварвания е от решаващо значение за предаването на мощността на скоростните кутии в различни индустрии.

Ролкови системи: Регулират се за несъосност в ремъчното задвижване, предотвратяват износването и осигуряват ефективно предаване на мощността.

Конусни ролкови лагери срещу сферични ролкови лагери

Разбирането на „Кусовидни ролкови лагери срещу сферични ролкови лагери“ е от решаващо значение за избора на правилния лагер за конкретно приложение. Тук сравняваме тези два типа ролкови лагери въз основа на няколко ключови параметъра.

Натоварване при обработка

Конусни ролкови лагери: Те се справят по-добре с комбинирани натоварвания (радиални и аксиални). Заостреният дизайн на ролките ефективно разпределя натоварването върху лагера, което го прави идеален за тежки приложения.

Сферични ролкови лагери: Те са предназначени за високи радиални натоварвания и умерени нива на аксиални натоварвания. Техните барабанообразни ролки ги правят подходящи за приложения, където натоварването се извършва в различни посоки.

Точност и подравняване

Конусни ролкови лагери: Този тип лагери са известни със своята точност и са подходящи за приложения, които изискват висока точност. Те обаче са чувствителни към разместване и изискват прецизна инсталация.

Сферични ролкови лагери: Те предлагат възможности за самонастройване, което ги прави опрощаващи в приложения, където е възможно разместване на валовете. Тази функция намалява риска от влошаване на производителността поради грешки в подравняването.

Обхват на приложението

Конусни ролкови лагери: подходящи за автомобилни колесни лагери, трансмисии и други приложения, където има големи комбинирани натоварвания.

Сферични ролкови лагери: По-подходящи за тежки машини в минното дело и строителството, вятърни турбини и приложения, където има вероятност да възникне несъосност.

Изисквания за поддръжка

Конусни ролкови лагери: изискват внимателно наблюдение и прецизно подравняване по време на монтаж и поддръжка, за да се осигури дълготрайност и оптимална производителност.

Сферични ролкови лагери: Въпреки че могат да се справят с несъосност, редовната поддръжка все още е от решаващо значение за предотвратяване на преждевременно износване, причинено от големи натоварвания и фактори на околната среда.

Конусни ролкови лагери срещу сферични ролкови лагери, кой?

Изборът на правилния лагер за всяко приложение зависи от няколко ключови фактора:

Ключови фактори за разглеждане

Лагери с цилиндрични ролки

Сферични ролкови лагери

Условия на натоварване

Идеален за високи комбинирани натоварвания (радиални и аксиални) в скоростни кутии, оси и др.

Най-подходящ за високи радиални натоварвания с умерени аксиални натоварвания във вятърни турбини, тежки машини и др.

Цена и поддръжка

По-ниски първоначални разходи, но изискват прецизен монтаж, което увеличава нуждите от поддръжка.

По-висока първоначална цена, но по-малко интензивна поддръжка поради техните самонастройващи се характеристики.

Специфика на приложението

Обмислете ограниченията на околната среда и пространството за размера/дизайна на лагера.

Обмислете материалите на лагерите, опциите за уплътняване и се консултирайте с производителите за конкретна товароносимост, скорост и размер.

Допълнителен

Консултирайте се със специалисти по лагери за взискателни приложения и дайте приоритет на дългосрочната надеждност и безопасност пред първоначалните разходи.

Когато не сте сигурни, дайте приоритет на по-голям капацитет на натоварване и толерантност на несъосност за критични приложения.

Разместване

Силно чувствителен към неправилно центриране, дори лекото отклонение е податливо на износване.

Приспособяват някои несъосности поради техния дизайн, прощавайки в приложения с потенциално движение на вала.

Оценете дали приложеното натоварване е радиално, аксиално или комбинация от товари. За тежки комбинирани натоварвания конусните ролкови лагери са идеални, докато сферичните ролкови лагери са подходящи за високи радиални натоварвания с аксиално натоварване. При тежки промишлени приложения с големи радиални натоварвания и несъосност, сферичните ролкови лагери често са най-добрият избор. За високоскоростни приложения с високи изисквания за точност и комбинирани натоварвания са подходящи конусни ролкови лагери.