Най-доброто ръководство за лагери с тънък профил

Най-доброто ръководство за лагери с тънък профил

Лагерите с тънък профил са разработени, когато стандартните сачмени лагери с дълбок канал са били недостатъчни за определени приложения. Лагерите с тънък профил имат много малко напречно сечение спрямо техния диаметър. Този дизайн определя, че тънкопрофилен лагер има по-малък проектен обем и по-малка маса, като същевременно постига висока твърдост и точност на работа. 

Кайдон еквивалентни лагери с тънък профил

Серията търкалящи лагери е стандартизирана според DIN ISO, the cross-section of thin-section bearings increases with increasing diameter, and all sizes of thin-section bearings in a series have the same cross-section. “There are several definitions of thin-section bearings in the industry, one of the most common is that a bearing is considered thin-section when the diameter is than 4 times greater than the radial cross-section. Cross-section dimensions can vary, but are typically ball Twice the diameter.” Typical applications for thin-section bearings are those critical applications where space is limited, weight must be minimized, absolute accuracy must be maintained and load and torque requirements still require the use of ball bearings. In such applications, thin section bearings help reduce costs compared to standard deep groove ball bearing sizes and have the advantage of using only one bearing with little impact on overall weight.

Класификация на лагери с тънко сечение

Всяко приложение на лагер с тънък профил има специфични изисквания. Тези потенциални разлики правят някои тънкопрофилни лагери по-добри възможности от други. Когато става въпрос за лагери с тънко сечение, има три различни типа, които трябва да имате предвид:

А-тип-тънкопрофилен лагер

Тип лагер с тънко сечение

Лагер с тънък профил тип C

Лагер с тънко сечение тип C

4-точков контакт X-Type тънък лагер

Лагер с тънко сечение тип X

Тип A – Лагери с тънък профил с ъглов контакт

Тънкопрофилните лагери с ъглов контакт се използват главно в тежки среди с големи аксиални натоварвания. Обикновено не се препоръчва използването на единичен лагер с ъглов контакт с тънка секция тип А за поддържане на моментни или обратни аксиални натоварвания, но два лагера тип А като дуплексна двойка лагери могат лесно да поддържат такива натоварвания. Стабилността, товароносимостта и повторяемостта на двойните двойни лагери с ъглов контакт с ъглов контакт A-тип са по-добри от тези на лагерите с тънко сечение C-тип.

  • И двата пръстена на лагерите с тънък профил с ъглов контакт тип А имат изключително дълбоки канали на сачмата (дълбочина на канала = 25% от диаметъра на сачмата).

  • Лагерите тип A с ъглов контакт с тънко сечение имат достатъчна радиална хлабина, за да създадат контактен ъгъл от 30° (α), който може да издържи на аксиални натоварвания.

  • Клетката на лагера с ъглов контакт тип А с тънко сечение е в кръгла торба, в която броят на топките представлява около 67% от всички топки.

ТИП А Лагер с тънък профил НАТОВАРЕНО СЪСТОЯНИЕ

радиален

аксиален

Момент

Обръщането
аксиален

Комбиниран
радиален
тласък

добър

отличен

Използвайте по двойки
отличен

Използвайте по двойки
отличен

добър

Осигурява по-голяма (еднопосочна) аксиална товароносимост от лагерите тип C или X:

  • Външният пръстен обикновено е задълбочен, за да се намали едното рамо на пистата, а външният пръстен е монтиран върху вътрешния пръстен, топките и клетката за удобство (с помощта на температурната разлика между двата пръстена).

  • Лагерът с ъглов контакт с тънко сечение тип А е неразделим лагер, който може да понесе по-големи радиални натоварвания и едновременно с това да понесе голямо количество аксиално натоварване в една посока.

  • Когато носят аксиални натоварвания, повърхностите на вътрешните и външните пръстени на лагерите с тънък профил с ъглов контакт тип А са приблизително равни, което минимизира настройките на предварителното натоварване.

  • Лагерите тип А с ъглов контакт с тънко сечение обикновено се монтират срещу друг лагер от същия тип, така че да съществуват аксиални натоварвания за установяване и поддържане на контактния ъгъл и да се поемат обратни аксиални натоварвания с минимално аксиално движение

Тип C – радиални сачмени тънки лагери

С-тип радиално контактни сачмени лагери с тънко сечение приемат топка с дълбоки канали, чиито канали могат да издържат на високи натоварвания и са предпочитаното решение за приложения с радиални натоварвания. Както бихте очаквали, лагерите с тънко сечение тип C могат да се справят и с умерени аксиални натоварвания, обратни аксиални натоварвания и моментни натоварвания.

  • И двата пръстена на радиално контактни сачмени лагери с тънко сечение тип C имат изключително дълбоки сачмени канали (дълбочина на канала = 25% от диаметъра на сачмата).

  • Вътрешният пръстен има ексцентрично изместване във външния пръстен, около половината от разстоянието на топката.

  • Пръстените са разположени концентрично и клетката/сепараторът разделя топките равномерно по цялата обиколка.

  • Тънките лагери с радиален контакт тип C сачмени работят най-добре, когато има малко количество хлабина (радиална хлабина, която може да бъде увеличена или намалена, за да отговори на работните условия) между топката и пръстена.

ТИП С Лагер с тънък профил НАТОВАРЕНО СЪСТОЯНИЕ

радиален

аксиален

Момент

Обръщането
аксиален

Комбиниран
радиален
тласък

отличен

добър

добър
Светлина до
умерено
товари

добър
Светлина до
умерено
товари

добър

Тънките лагери с радиален контакт тип C са проектирани така, че топката и пръстенът да контактуват в централната равнина на топката, когато се прилагат само радиални натоварвания. Въпреки че са предназначени основно за приложения с радиално натоварване, лагерите тип C нямат запълнени канали и могат да поемат някои аксиални натоварвания и в двете посоки. Способността да издържа на аксиални натоварвания зависи от размера на хлабината в лагера след монтажа. Чрез увеличаване на радиалната хлабина над стандартната стойност, лагерите тип С могат да имат по-голям контактен ъгъл при аксиално натоварване, което води до по-голям капацитет на аксиално натоварване. В този случай се препоръчва да регулирате лагера спрямо друг лагер с подобна конструкция, за да намалите аксиалното движение при обратни аксиални натоварвания. Използвани по този начин, лагерите по същество са сачмени лагери с ъглов контакт, а не сачмени лагери с радиален контакт.

X тип - четириточков контактен тънък лагер

За разлика от конструкциите на лагери с тънки профили тип A и тип C, лагерите с четири точков контакт с тънки профили тип X са направени с готически арки, които създават четири точки на контакт между сачмите и каналите в лагера. Този дизайн прави лагерите с четири точков контакт с тънък профил основна опция за приложения, изискващи достатъчен въртящ момент или обратни аксиални натоварвания в малък пакет. Но лагерите с четири точков контакт тип X с тънко сечение имат по-малка способност да носят широк диапазон от радиални натоварвания от лагерите с тънък профил тип X. Лагерите с тънък профил тип X с четириточков контакт не се препоръчват като заместител на лагерите с тънък профил тип C или тип A в среди, предназначени за чисто радиални натоварвания. Трябва да се отбележи, че скоростта (rpm) на лагерите с тънък профил с четириточков контакт тип Х е особено проблемна, когато се комбинира с радиални натоварвания, когато се прилагат с аксиални или моментни натоварвания.

ТИП X НАТОВАРЕНО СЪСТОЯНИЕ

радиален

аксиален

Момент

Обръщането
аксиален

Комбиниран
радиален
тласък

беден

добър

отличен

отличен

беден

Лагерите от тип X се различават от лагерите от тип A и тип C по геометрията на техните канали на каналите:

Тип C: Центровете на радиусите са разположени в централната равнина на топката.
Тип А: Накрайникът и топката са в ъглов контакт, а центърът на радиуса на жлеба е изместен с еднаква стойност от двете страни на централната равнина на сферата.
Х-тип: Жлебовете във всеки пръстен имат два радиуса с центрове, изместени спрямо централната равнина на топката.

Дълбочината на каналите в лагерите тип X е същата като тип A и тип C (25% от диаметъра на сачмата).​
Специфичните характеристики на „Готическата арка“ са:

  • Позволява на един лагер тип X да понася едновременно три вида натоварвания (радиални, аксиални и моментни) (докато лагерите със стандартен размер обикновено са проектирани да понасят само радиални и аксиални натоварвания).

  • Това го прави идеален лагер за много приложения, тъй като един сачмен лагер с четири точков контакт често може да замени два лагера, като например набор от два лагера с A-рамка, разположени гръб до гръб, като по този начин осигуряват опростен дизайн.

  • Аксиалното натоварване, приложено към вътрешния пръстен отдясно наляво, се прехвърля от вътрешния пръстен към топката в точка В.

  • След това натоварването се прехвърля през топката до точка D, където се прехвърля към външния пръстен и носещата конструкция.

  • Линията на действие BD образува номинален контактен ъгъл от 30° (α) с радиалната централна линия на лагера.

  • Благодарение на еластичната деформация на топката и пътеката по протежение на линията за прехвърляне на товара, товарът върху топката се освобождава в точките A и C, което позволява плавно въртене около оста, перпендикулярна на линията BD.

  • Когато аксиално натоварване се приложи към вътрешния пръстен от ляво на дясно, подобно прехвърляне на натоварване възниква между точка С и точка А.

Подобно на лагерите тип C, лагерите тип X обикновено имат радиална хлабина. Въпреки това, номиналният контактен ъгъл и капацитетът на аксиално натоварване на лагерите тип X не зависят от хлабината. Когато аксиалното или моментното натоварване е значително, празнината трябва да бъде сведена до минимум, за да се предотврати твърде голям контактен ъгъл. Основното, което трябва да се отбележи, е, че се препоръчва X-лагерът да се използва самостоятелно. Не се препоръчва използването на два X-лагера на общ вал, тъй като това може да доведе до неприемливи моменти на триене.

Натоварвания върху лагери с тънък профил

Лагерите поддържат валове или корпуси, което им позволява да се движат свободно под товар. По-горе анализирахме различни тънкопрофилни лагери, които могат да издържат на радиални, аксиални и моментни натоварвания. Натоварванията могат да бъдат приложени към лагери с тънък профил в една от двете кардинални посоки, където резултантното моментно натоварване (M) може да се изчисли като:

M = Fa Sa + Fr Sr

M

=

моментно натоварване [N·m]

Fa

=

аксиално натоварване [kN]

Sa

=

разстояние на отместване от лагерната ос [m]

Fr

=

радиално натоварване [kN]

Sr

=

отместено разстояние от радиалната равнина [m]

Axial loads (Fa) are parallel to the shaft (the axis of rotation of the bearing), while radial loads (F r ) are at right angles to the axis of rotation. When these loads deviate from the bearing axis (distance Sa) or the radial plane (distance Sr< /span>), a final moment load (M) is created. The use of computer software has made the method of determining bearing life complex and accurate than previous manual calculations. The actual load is applied to the bearing and the resultant load on each ball in that bearing is determined. From this calculation, the static safety factor and the basic rating life L10 can be determined.

Основно радиално натоварване

  • Колкото по-голям е хлабината на лагера, толкова по-малко сачми има, за да носят товара, което води до по-кратък динамичен живот.

  • Голямото предварително натоварване на лагера може да претовари лагера, преди да бъде приложено натоварване.

Основни аксиални натоварвания и моментни натоварвания

  • По-голямата междина ще позволи по-голям контактен ъгъл от топката към пистата и следователно ще се адаптира по-добре към приложеното натоварване.

  • Въпреки това, елиптичната зона на контакт на топката с пистата може да бъде отрязана над ръба на пистата, причинявайки други проблеми.

  • По-голямото предварително натоварване може да претовари лагера отново, преди да бъде приложено натоварване.

Изчисляването на статичния коефициент на безопасност или динамичния живот изисква помощта на компютърен софтуер за определяне на отделните сачмени натоварвания в целия лагер – с помощта на Reali-Design (за Reali-Slim инчови лагери) или Reali-Design MM (за Reali-Slim метрични лагери) софтуер. След като те бъдат изчислени, сферата на максималното натоварване се използва за определяне на максималното ниво на напрежение и по този начин коефициента на статична безопасност. Всички сферични натоварвания се използват в претеглен анализ за определяне на основния номинален живот, L10.

Ограничаване на скоростта на лагери с тънък профил

Най-общо казано, определянето на максималната безопасна скорост на работа зависи до голяма степен от минал опит. Факторите, които ограничават скоростта на въртене на лагерите, са много сложни, включително:

 Диаметър на лагера
 Съотношение на диаметъра на лагера към напречното сечение
 Тип лагер и вътрешна конфигурация
 Съотношение на радиуса на жлеба на пистата към диаметъра на топката
 Вътрешен радиален хлабина или предварително натоварване на лагера
 Работен контактен ъгъл
 Точност на лагера (биене)
 Материали и дизайн на сферична клетка/сепаратор
 Точност на монтаж (закръгленост, плоскост при натоварване)
 Смазване
 Мерки за температура на околната среда и разсейване на топлината
 Уплътнения
 Заредете

лагер с тънко сечение

Въпреки че не е възможно да се зададат точни ограничения на скоростта, практическите приложения и опитът на тестовата лаборатория на AUB осигуряват основа за определяне на общи ограничения. Да приемем, че лагерите са монтирани правилно и имат адекватно разсейване на топлината. Тези ограничения се основават на пълен експлоатационен живот от 1 000 000 оборота. По-високите скорости могат да бъдат толерирани, ако се приеме по-кратък живот. За скорости, приближаващи или надвишаващи ограничението, изчислено с помощта на формулата за пределна скорост (n), трябва да се обърне специално внимание на смазването и топлината:

 Смазката трябва да е специално проектирана за високоскоростни лагери.
 Честотата на повторно смазване трябва да е достатъчна, така че винаги да има достатъчно смазка.
 Ако се използва масло, вискозното съпротивление трябва да бъде сведено до минимум чрез контролиране на нивото, използване на маслоотделител и/или дозиране на малки количества течност или мъгла.
 Ефектите от турбуленцията на въздуха при високи скорости могат да направят много трудно въвеждането на масло в критични повърхности, така че дизайнът на системата за смазване става много важен.

Следните изчисления могат да се използват за сачмени лагери с тънко сечение от отворен тип Reali-Slim inch при постоянни скорости.
n = 1 000 fl Cf/ден

Cf=коефициент на изчисление (таблица 1)
d=диаметър на отвора [mm (В)] (продуктова таблица)
fl=редукционен фактор (таблица 2)
n=ограничителна скорост [об/мин]
1700830618056
1700830679324

Как да изберем най-добрия лагер с тънък профил за вашето приложение?

Видът и големината на натоварванията, необходими в конкретно приложение, определят кой лагер с тънък профил е най-подходящ. Например, в среди, където има аксиални натоварвания в една посока, AUB препоръчва използването на своите специални сачмени лагери с ъглов контакт Тип А. Тази опция е идеална и за приложения с радиална или комбинирана тяга. Все пак не е подходящ за приложения, които трябва да поддържат моментни натоварвания или обратни аксиални натоварвания.

След като бъдат определени по-големи моментни натоварвания, AUB ще препоръча използването на X-модел или опции за сачмени лагери с 4-точков контакт. Дизайнът използва пътека „готическа арка“, за да създаде четири точки на контакт между топката и пътеката. Това го прави идеалното решение за обратни аксиални натоварвания и идеално за моментни натоварвания. Въпреки че лагерите от тип X могат да се използват при други условия на леко натоварване, подмяната на лагери от тип C или A при чисто радиални натоварвания не винаги се насърчава.

Като стандартно правило AUB препоръчва внимателно следене на скоростта на нанасяне (RPM), когато се определят лагери тип X за комбинации от аксиални или моментни натоварвания и радиални натоварвания. Опитният екип от инженери на АУБ се оказа голяма подкрепа в това отношение. Те могат да предоставят и определят ограничаващи скорости и комбинирани натоварвания въз основа на статистика и изследвания. Те също така добавиха препоръки относно използването на радиални лагери с комбинирани радиални, аксиални или моментни натоварвания и ограничаване на скоростта и избор на сепаратор.

Радиалните контактни лагери, като лагерите тип C, са подходящи за радиални натоварвания. Това е така, защото техните дълбоки сферични канали осигуряват издръжливост, за да издържат на по-високи натоварвания. Въпреки че този конкретен тип лагер се използва в приложения, които носят предимно радиални натоварвания, Картър предполага, че той може също така ефективно да носи обратни аксиални натоварвания, умерени аксиални натоварвания и моментни натоварвания.

1692277847C 98

Какви други приложения има за тънки лагери?

Лагерите с тънък профил са разработени предимно за приложения, където пространството е ограничено, осигурявайки решения без триене за шарнирни компоненти като робот ръце или други стави като лакти. Различни типове лагери с тънък профил се използват широко в различни институции, включително аерокосмическа техника, медицински изображения, роботика, полупроводници, съхранение на данни, машинни инструменти, оборудване за опаковане, оборудване за опаковане, сателитни системи и оптични и прицелни системи.

AUB е специализирана в решения по отношение на пълна гама лагери с тънко сечение. Нашият добре оборудван инженерен екип създава персонализирани дизайни на лагери, като взема предвид пространството, натоварването, прецизността и надеждността, и ги произвежда по поръчка според нуждите на вашето приложение. AUB предлага прецизни нископрофилни лагери с размери от 1 инч ID (вътрешен диаметър) до 40 инча OD (външен диаметър) за големи грамофони, използвани в търговски и индустриални приложения.