Следвайте ме на:
Най-доброто ръководство за плъзгащи лагери и втулки
В днешната индустриална система плъзгащите лагери, втулките и лагерите са станали незаменими компоненти. Има подходяща метафора, че „лагерите са станали храна на индустрията“. Основната функция на втулковите лагери, втулките и лагерите е да поддържат въртящото се тяло, за да намалят триенето възможно най-много, ефективно да намалят шума, да намалят консумацията на енергия, да увеличат максимално ефективността на машината и да ускорят приложението и значително да удължат експлоатационния живот на машината. Но в областта на крепежните елементи, втулковите лагери, втулките и лагерите е трудно да се каже, че има общо наименование. Например, непълните статистики показват, че има над 400,000 XNUMX вида лагери. Дори различни имена могат да представляват едно и също положение. Ръкавни лагери и втулки, основната разлика между лагерите или втулките е в различните им приложения. Изборът на правилния тип плъзгащ се лагер, втулка или лагер за вашето промишлено приложение, за да отговарят на определени изисквания, изисква богатство от познания. Трябва да знаете основните разлики между плъзгащи се лагери, втулки, лагери, техните приложения в индустрията и производството и . В тази статия ще разгледаме задълбочено характеристиките и приложенията на плъзгащи лагери, втулки и лагери, изясняване на техните функции, материали и ключови разлики.
Кратко и просто: плъзгащите лагери и втулките са еднакви. Втулковите лагери са втулки или тръби, които позволяват линейно или ротационно движение. Точно за това са втулките. Термините плъзгащ лагер и втулка се използват взаимозаменяемо. Следователно в описанието, което следва, авторът на тази статия ще използва тези два термина на случаен принцип. Всъщност плъзгащите лагери, плъзгащите лагери, плъзгащите лагери и плъзгащите лагери могат да се използват като втулки; тези термини описват различни стилове втулки. Накратко, втулката винаги е лагер, но не всички лагери са втулки.
Какво е втулка (лагерен лагер)?
Втулка – често наричана плъзгащ лагер, е цилиндричен лагер, използван за поддържане на товара върху работен вал, който се плъзга напред-назад между движещите се повърхности. Втулките са специални лагери, които могат да бъдат направени от различни материали и да се плъзгат върху прът или вал, осигурявайки движение с изключително ниско триене, отлично поглъщане на удари и минимизиране на консумацията на енергия, шума и износването, като същевременно осигуряват ефективно уплътнение, защитено от прах и влага . . За щастие, втулките са самосмазващи се, което ги прави идеални за работа с ниска поддръжка или без поддръжка. Самосмазването се постига чрез еднакъв модел от вдлъбнатини върху повърхността на втулката, които действат като резервоари за грес. Независимо от вида или размера на използваните плъзгащи лагери, те имат предимство пред традиционните сачмени или ролкови лагери поради по-ниския си коефициент на триене поради минималната контактна площ. Това прави втулките идеални за приложения, където скоростта, точността и издръжливостта са критични. Имайки предвид тези предимства, лесно е да разберете защо плъзгащите лагери са толкова популярни в много индустрии днес. Втулките се използват широко в автомобили, бяла техника, инструменти за пробиване, двигатели, хидравлични помпи с външни зъбни колела и др. В автомобилната индустрия, например, втулковите лагери осигуряват въртеливо линейно движение в пантите, системите за регулиране на седалките и воланите. Някои найлонови втулки могат да работят без използването на смазочни материали и са особено подходящи за хранително-вкусовата и текстилната промишленост, където се предпочитат сухи приложения.
Какви видове втулки има?
На пазара има няколко втулки с различни видове. Като цяло втулките могат да бъдат класифицирани въз основа на материал и форма. Ръкавите лагери могат да бъдат направени от различни материали. Те включват метали, биметали, керамика, камък, графит, композити и пластмаси. Функцията на плъзгащия лагер зависи от избора на материал, тъй като материалът ще определи якостта, еластичността, коефициента на триене и т.н.
Класифицирани по материал, има три често срещани вида втулки: композитни втулки, метални втулки и пластмасови втулки. Според класификацията на формата втулките могат да бъдат разделени на шест вида: обикновени втулки с втулки, фланцови втулки, упорни шайби, разделени втулки, композитни втулки и фланцови композитни втулки.
Полимерни или композитни втулки
Полимерните втулки са предимно химически инертни; те имат ниска водопоглъщаемост и могат да работят при високи температури, без да се деформират. Полимерните втулки могат да бъдат наречени и композитни втулки. Те са подходящи за тежки условия на натоварване и са най-често използваните втулки. Композитните втулки осигуряват ниско триене и устойчивост на износване, свеждайки до минимум щетите на машината, причинени от неправилно смазване. Изработени са от материали с висока устойчивост на фактори на околната среда, топлоустойчивост, нисък коефициент на триене и незалепващи свойства. Единственият недостатък е, че са много гъвкави, което означава, че могат да се усукат по време на работа. Чрез добавяне на пълнители този проблем също може да бъде решен и да позволи на производителите да предложат много гъвкави ръкави. Полимерни или композитни втулки се използват за предаване на въртеливо движение и могат да заменят традиционните лагери в опасни среди. Полимерни или композитни втулки могат да се използват в различни индустрии, включително строително оборудване, хидравлични системи, медицинско оборудване, космическа техника и .
POM втулки
POM втулки са разработени с мисъл за самосмазване, предлагащи добра устойчивост на износване и нисък коефициент на триене. Подходящ за тежки товари, работещи при ниски скорости, за намаляване на вибрациите и шума на машината. РАМ лагерите на втулката също помагат за намаляване на натрупването на топлина, причинено от триене, като удължават живота на лагерите до четири пъти по-дълго от лагерите, направени от други конвенционални материали (стомана). Полиоксиметиленовите ръкави или POM ръкавите обикновено се изработват от стоманена основа и са покрити със синтерован меден/бронзов слой. Накрая се добавя POM слой върху медния/бронзовия слой, който съдържа гресни ями, които задържат лубриканта. Приложенията на POM втулките се използват широко в селското стопанство, гражданското строителство, машините и строителната индустрия.
PTFE втулки
PTFE втулки са направени от два различни материала, политетрафлуоретилен и метал, и обикновено се използват в различни индустрии. Основната му функция е да намалява триенето между движещите се части в машините. PTFE втулките са подходящи за различни промишлени приложения поради способността им да издържат на високи температурни колебания и могат да се използват в различни индустрии като електрически, топлинни, ядрени, химически, фармацевтични и дори електроцентрали.
Найлонови втулки
Найлонови втулки са здрави и издръжливи и все повече заместват металните втулки в много приложения. Найлонът има отлична устойчивост на износване и не изисква външно смазване. Струва си да се отбележи, че найлоновите втулки не издават толкова шум при работа, колкото металните втулки. Имат нисък коефициент на триене и висока устойчивост на слаби киселини, горива и основи.
Метална втулка
Както всички знаем, металните втулки са направени от метал или метални сплави. Тези метални втулки имат много висока механична якост и са особено подходящи за приложения с висока скорост и голямо натоварване, включващи смазване. Коя метална втулка се използва зависи от индустриалната среда или вида на приложението. Металните втулки имат различни методи за смазване в зависимост от техния размер, конструкция и приложение.
Бронзова втулка
Бронзова втулка е избраният материал за метални втулки. Бронзовите втулки са устойчиви на деформация и счупване в сравнение с плъзгащите лагери, направени от други материали. Подобно на пластмасата, бронзовите лагери са здрави и устойчиви на ръжда. Бронзовите втулки се използват широко в хранително-вкусовата промишленост, леенето под налягане, автомобилните машини, земекопните машини, производството на стомана и др. Бронзовите втулки предлагат отлична издръжливост и дълъг експлоатационен живот. Не корозират и не се деформират лесно. Бронзовите втулки обаче изискват значителни количества смазване по време на работа, което ги прави скъпи за поддръжка от пластмасовите втулки.
Графитни втулки
Графитни втулки се използват в много приложения поради техните уникални механични и физични свойства. Графитните втулки имат много нисък коефициент на триене, което спомага за повишаване на ефективността, производителността и производителността на предачните машини. Графитът, естествено мазен минерал, е най-добрият материал за втулки, защото намалява триенето без използването на допълнителна течност. Трябва да се отбележи, че графитът има най-висока температурна стабилност, поддържайки своята форма и структура при температури до 5000°F. Графитните облицовки се използват в различни приложения, включително пещи и пещи, хранителни приложения, химическа промишленост, автомобилна промишленост, метали и .
Стоманени втулки
Стоманени втулки, Както подсказва името, стоманените втулки са изработени от стомана или неръждаема стомана. Тези втулки са изработени от изключително издръжлива стомана, което ги прави идеални за приложения с нискоскоростно въртене. Стоманените обвивки се произвеждат с помощта на екологично чисти производствени методи, които увеличават добива на материала и намаляват натрошаването.
Месингова втулка
Месингова втулка е направен от месинг и обикновено е компонент на шарнирния вал, който помага за защита на тялото от всякакви повреди, причинени от каквато и да е сила, предавана през вала. Месинговите втулки се използват най-вече в електрически двигатели, автомобилни двигатели и др. Освен това месинговите втулки се предлагат в различни размери, тъй като могат да пасват на тънки и дебели стени, фланци, цилиндрични, фланцови и т.н.
Алуминиеви втулки
Алуминиеви втулки са предпочитани заради своята твърдост, осигуряваща дълъг експлоатационен живот. Първоначално се използва за велосипеди, но постепенно се използва за автомобили и в момента се използва за различни машини. Алуминиевите втулки могат да издържат на големи аксиални и радиални натоварвания, което ги прави важен кандидат за използване в космическата и селскостопанската промишленост. Някои от обичайните приложения за алуминиеви втулки включват използване в хидравлични цилиндри, използвани за монтиране на инструменти (като дренажни тапи/пълнежи с течност, стъкла за наблюдение на течности или вентилационни елементи), съдове и резервоари.
Биметални втулкови лагери
Биметални втулкови лагери са направени от два различни метала. В повечето случаи първият метал е стомана, докато други метали могат да варират от мед до алуминий или дори месинг. Биметалният слой действа като вътрешно покритие на втулката, осигурявайки добра защита срещу износване. Те са особено полезни в приложения, които работят с умерени натоварвания при средни скорости или високи натоварвания при ниски скорости.
Видове втулки по форма
По отношение на формата има шест основни вида втулки.
Втулки с обикновена втулка
Втулките с обикновена втулка обикновено са с цилиндрична форма и са направени по стандартни за индустрията размери. Цилиндричната втулка има подложки отвътре и отвън, които поддържат плъзгащия се слой в средата. Цилиндричните втулки са по-здрави от лагерите и могат да издържат на по-високи натоварвания от металните лагери, което ги прави идеални за еднопосочни променливи натоварвания, въртеливо движение и аксиални направляващи лагери.
Материал: Обикновено изработени от бронз, месинг или друг самосмазващ се материал.
Дизайн: Цилиндричен с вътрешен и външен диаметър.
Приложение: Общи приложения, изискващи ниско триене и средна товароносимост.
Втулка за фланец
Фланцовите втулки са подобни на цилиндричните втулки, но с една очевидна разлика: те имат фланец в единия край. Фланците могат да се използват за различни цели, от монтаж или подравняване на втулки до удобен монтаж. Фланцовите втулки, които обикновено се използват в приложения с проходни болтове, позволяват използването на болтове с по-малък диаметър за намаляване на теглото, без това да води до по-малка опорна повърхност на крепежния елемент за стената на лонжерона, като същевременно намалява напрежението върху резбите на монтажните болтове.
Дизайн: Подобно на обикновена втулка с втулка, но с фланец в единия край за осигуряване на аксиална опора.
Приложение: Използва се, когато втулката трябва да устои на аксиално движение.
Ударна шайба
Самата упорна шайба не е втулка, но е много важен компонент. Те изглеждат като плоска шайба, която се намира между неподвижния компонент и търкалящата се повърхност, поддържайки аксиални натоварвания или движение отстрани на вала и ограничавайки всяко движение по вала. Те образуват повърхност, върху която се поддържа лагерът или втулката.
Дизайн: Плоска или фланцова втулка, подобна на шайба.
Приложение: Проектиран да носи аксиални натоварвания, обикновено в комбинация с радиални втулки.
Сплит втулка
Дизайн: Тези втулки се предлагат в две половини и могат лесно да се монтират и демонтират без необходимост от допълнително оборудване за демонтаж.
Приложение: Идеален за приложения, където разглобяването е предизвикателство или отнема много време.
Композитна втулка
материали: Изработен от комбинация от материали като метална подложка и слой от PTFE (политетрафлуоретилен).
Приложение: Ниското триене, високата устойчивост на износване и самосмазващите свойства го правят подходящо за различни приложения.
Композитна втулка с фланец
Дизайн: Подобно на композитните втулки, но с фланец за аксиална опора.
Приложение: Комбинира предимствата на композитните материали с повишена аксиална стабилност.
Предимства на втулковите лагери
Ръкавите лагери са идеални за много приложения поради своята простота и издръжливост. Те намаляват консумацията на енергия по време на работа, като осигуряват ниско триене между вала и лагерите. Ръкавите лагери също имат малък отпечатък, което ги прави подходящи за приложения, където пространството е ограничено. Освен това, поради простия си дизайн, той може лесно да се сглобява или разглобява. Ръкавите лагери осигуряват превъзходна защита срещу частици прах, мръсотия и други замърсители, както и износване, причинено от високи температури. Освен това тези втулки не изискват поддръжка, тъй като не изискват смазване, както повечето други видове лагери. Поради това плъзгащите лагери са рентабилно решение, което подобрява оперативната ефективност, като същевременно намалява оперативните разходи. Освен това те могат да се използват както в сухи, така и във влажни условия без никакви модификации.
Надеждността на плъзгащите се лагери ги прави привлекателен избор за индустриални машини, които изискват надеждни компоненти за контрол на движението; следователно не е чудно, че много компании разчитат на този тип лагери, когато проектират оборудване. Като цяло, плъзгащите лагери са универсални компоненти, които позволяват гладка работа на по-ниска цена от алтернативи като сачмени или ролкови лагери. Като каза това, е ясно защо те продължават да остават популярни в индустрията.
Недостатъци на втулковите лагери
Ръкавите лагери не са предназначени за високи скорости, като проучванията показват, че максималната им скорост е около 5,000 RPM. Това ограничение може да причини редица проблеми в приложения, които изискват по-високи скорости, като двигатели и вентилатори. Друг проблем с плъзгащите лагери е, че те обикновено имат ограничена продължителност на живота, когато се използват в тежки приложения, като например големи индустриални машини. Конструкцията им също ги прави неподходящи за радиални натоварвания, тъй като лесно се деформират под натиск. С течение на времето количеството мръсотия, което попада в лагерите на втулките, се увеличава, което може да доведе до преждевременна повреда.
Натоварване на втулката и ограничения на скоростта
Втулките обикновено се използват за по-големи натоварвания и по-ниски скорости. Индустриалните метални колела се възползват от издръжливи втулки, които могат да издържат прехвърляне на големи товари и ударни натоварвания. За втулките трябва да се има предвид нагряването чрез триене. Двата основни фактора, влияещи върху топлината, са единичното налягане (P) и повърхностната скорост (V). Произведението на единица налягане и повърхностна скорост е скоростта на налягането (PV). За да определите дали дадена втулка е подходяща за всяко приложение, първо намерете граничната PV стойност от производителя. За безопасна работа стойността на PV, изчислена от приложението, трябва да бъде под ограничителната PV стойност на производителя.
Изчислете PV стойността на приложението: PV=P×V
Определете повърхностната скорост (V): V=0.262×rpm×D Rpm = Обороти на вала в минута D = Диаметър на вала (инчове)
налягане (P): P = Общо натоварване (lbs) / Контактна площ (in²) Контактна площ = D (диаметър на вала в инчове) x L (дължина на корпуса)
Ефектът от ограничаването на стойността на PV може да се види на тази графика, която сравнява скоростта спрямо натоварването за бронзови и Nyloil втулки.
Във вътрешно инженерно проучване втулките Nyloil и C93200 Бронзови втулки бяха използвани заедно за тестване на ефекта от: PV граници на втулката. Както бе споменато по-рано, втулките обикновено се използват за по-тежки товари при по-ниски скорости. Това е очевидно на диаграмата, тъй като нито една втулка не може да се справи със значителни натоварвания при високи скорости. Колкото по-висока е скоростта, толкова по-малка е неговата товароносимост. Стойностите на P-max (psi) и V-max (fpm) са предоставени от производителя за всеки продукт. P-max е максималното натоварване при 0 rpm, а V-max е максималната скорост при леко натоварване (максимални обороти на вала). За практически приложения сравнете изчислените P, V и PV стойности с максималните допустими отклонения, за да определите дали втулката ще работи. Уверете се, че втулката работи в диапазон под ограничаващата PV крива.
Лагер или втулка?
Факторите, които трябва да запомните, когато избирате между втулки или лагери, трябва да включват следното (по ред на предпочитание):
Скорост и натоварване: Носете по-тежки товари при по-ниски скорости или по-леки при по-високи скорости? Когато високата скорост е фактор, лагерите предлагат по-добро решение, докато втулките реагират добре на приложения с ниска скорост и голямо натоварване.
Плавна работа: Поради феномена „залепване-приплъзване“, често срещан проблем с втулките, лагерите са по-добър избор за по-плавна работа.
Поддръжка/Смазване: Приложенията, които не изискват поддръжка и имат възможност за самосмазване, особено в производството на суха храна и текстилната промишленост, често предпочитат втулките.
Работен шум: Когато тихата работа е ключово съображение, втулките обикновено са по-тихи от лагерите.
Бюджет: Втулките обикновено струват шест до десет пъти по-малко от лагерите.
Когато избирате между лагери и втулки, трябва да се вземат предвид конкретното приложение, неговата работна среда и различни работни условия и ограничения. Разбирането на предимствата и недостатъците на всеки тип може да помогне да се определи кой тип предлага най-доброто решение.