Com triar el coixinet adequat

Com triar el coixinet adequat

A coixinet és un component mecànic la funció del qual és guiar un conjunt giratori. Així, els coixinets permeten que un element giri en relació amb l'altre. Per tant, els coixinets són peces d'alta precisió que permeten que els equips es moguin a diferents velocitats transportant càrregues de manera eficient. Han de ser altament precisos i duradors, i poder funcionar a altes velocitats amb un mínim de soroll i vibració. Aquest tipus d'equips es troben en totes les aplicacions com la indústria de l'automoció, el sector aeroespacial, equips de construcció, maquinària agrícola, Màquines CNC, Etc

Hi ha quatre tipus principals de coixinets: coixinets de boles, coixinets de rodets cilíndrics, coixinets de rodets cònics i coixinets de rodets d'agulles. Tot i que els coixinets de boles són el tipus de coixinet més comú, cadascun té els seus avantatges i desavantatges. És per això que us recomanem que compareu cadascun d'aquests coixinets per determinar quin és el coixinet ideal per a les vostres necessitats.

Tipus de coixinets

Quin és l'ordre de prioritat per a la selecció de coixinets?

Seleccionarem el millor coixinet segons l'ordre que es mostra a la taula següent. Tingueu en compte que la següent seqüència només és de referència. Quan trieu realment quin coixinet utilitzar, els factors més importants són els èxits passats i els punts de millora, de manera que no cal seguir aquest ordre textualment.

ComandaElement de l'examenPunts importants per confirmar
Tipus de coixinetQuina magnitud i direcció de càrrega necessiteu? Encaixarà a l'espai d'instal·lació?
Disposició de coixinetsEsteu utilitzant dos (o ) coixinets en un sol eix?
Dimensions del coixinet i vida útilLes dimensions i la vida útil satisfan les vostres necessitats?
Velocitat limitadora del coixinet, precisió de funcionament, ajust i espai interiorTé la precisió de funcionament i la rigidesa necessàries per a la màquina?
Té els ajustaments i l'espai lliure intern per satisfer la seva vida útil?
Precàrrega i rigidesa del coixinetTé la rigidesa necessària per a la màquina?
Lubricació de coixinetsEl coixinet pot girar de manera estable durant un llarg període de temps?
Components al voltant del coixinetQuina estructura/conjunt de rodaments que envolta esteu buscant?
Muntatge i desmuntatge de coixinetsFacilitarà el manteniment/inspecció de la màquina?

mida

L'espai que permeten els coixinets sol ser força limitat. En molts casos, el diàmetre de l'eix o el diàmetre del forat del coixinet es determina segons els requisits de disseny. Per tant, el tipus i la mida del coixinet han de complir les especificacions establertes.

Per exemple, un coixinet utilitzat en la broca d'un dentista és òbviament molt més petit que un coixinet utilitzat en una plataforma petroliera.

càrrega

Quan la majoria de la gent dissenya una màquina, primer dimensiona l'eix per complir els requisits de resistència i després trien els coixinets en conseqüència. El segon factor a tenir en compte és la càrrega que pot suportar el coixinet.
hi ha dos tipus de càrregues:

– Càrrega axial: paral·lel a l'eix de gir
– Càrrega radial: perpendicular a l'eix de gir

1) Si la càrrega és predominantment radial (perpendicular a l'eix), utilitzeu un coixinet radial, i si la càrrega és predominantment axial (en la mateixa direcció que l'eix), utilitzeu un coixinet d'empenta. Les càrregues axials també s'anomenen càrregues d'empenta.

2) Els coixinets de boles s'utilitzen quan la càrrega del coixinet és lleugera i els coixinets de rodets s'utilitzen quan és pesat.

3) Si la càrrega radial i la càrrega axial actuen sobre un únic coixinet al mateix temps (càrrega combinada), es seleccionen coixinets de boles de ranura profunda o coixinets de boles de contacte angular si la càrrega combinada és lleugera. Si la càrrega combinada és gran, s'utilitzen coixinets de rodets cònics.

If large axial loads are applied from two directions, you can combine two or bearings, or use double row bearings.

càrrega combinada

Cada tipus de coixinet està dissenyat específicament per suportar càrregues axials o radials. Alguns coixinets poden suportar ambdues càrregues: en aquest cas ens referim a càrregues combinades. Per exemple, si heu de transportar càrregues combinades, us recomanem que trieu coixinets de rodets cònics. Si necessiteu un coixinet que pugui suportar càrregues radials elevades, us recomanem els coixinets de rodets cilíndrics. D'altra banda, si els vostres coixinets necessiten suportar càrregues més lleugeres, els coixinets de boles poden ser suficients, ja que solen ser més barats.

Requisits de precisió

La tercera consideració important a l'hora de seleccionar un coixinet és la precisió. Algunes aplicacions, com ara coixinets per Màquines CNC, requereixen una alta precisió. En altres aplicacions, com ara les rodes del carro de la compra, la precisió no és una preocupació important.

La flexibilitat, les variacions del tancament i els errors de fabricació poden provocar una certa desalineació. En el cas d'una desalineació considerable, es pot produir una fallada del coixinet a causa d'una desalineació inacceptable. Quan la desalineació és un problema important, els coixinets de boles o les unitats de coixinets amb característiques d'autoalineació són l'opció correcta.

Velocitat giratòria

RPM és un altre factor que cal tenir en compte. Alguns coixinets poden suportar altes velocitats. La presència de gàbies en coixinets de rodets cilíndrics i coixinets d'agulles permet velocitats més elevades que els coixinets sense gàbies. No obstant això, escollir una velocitat més alta de vegades es fa a costa de la càrrega. També hauríeu de considerar una possible desalineació; alguns coixinets no són adequats per a això, com els coixinets de boles de doble fila.

Per tant, cal parar atenció a la construcció del coixinet: els coixinets d'inserció i els coixinets esfèrics poden suportar fàcilment aquestes desalineacions. Us recomanem que preferiu els coixinets autoalineables, que corregeixen automàticament els defectes d'alineació causats per la flexió de l'eix o errors de muntatge. Així mateix, les condicions de funcionament també són molt importants a l'hora de seleccionar el coixinet ideal. Per tant, cal analitzar l'entorn en què utilitzaràs el coixinet. Els vostres coixinets es poden contaminar de diverses maneres. Alguns usos poden causar pertorbacions de soroll, xocs i/o vibracions.

Durabilitat

Quan es tracta de durabilitat, hi ha molts factors a tenir en compte, com ara la rigidesa i la tolerància a la temperatura. Sota càrrega, les superfícies de contacte dels coixinets es poden deformar, cosa que pot ser un problema greu en algunes aplicacions. Des de les temperatures sota zero que les plataformes petrolieres d'Alaska han d'afrontar fins als deserts de 100 graus de l'Aràbia Saudita, el rang de temperatures de funcionament que pot suportar un coixinet també hauria de ser una consideració de selecció important.

Segellar

L'elecció del sistema de segellat és necessària per garantir el funcionament correcte i durador del coixinet; per tant, és important assegurar-se que el coixinet estigui sempre ben protegit de qualsevol impuresa i factors externs, com ara pols, aigua, líquids corrosius i fins i tot agent de lubricació utilitzat. Aquesta elecció depèn del tipus de lubricant, les condicions ambientals (i el tipus de contaminació), la pressió del fluid i la velocitat de rotació. Per donar-vos un bon punt de partida, la pressió del fluid és el factor decisiu a l'hora de seleccionar un sistema de segellat. Si la pressió és alta (per exemple, en el rang de 2-3 bar), els segells mecànics són ideals. En cas contrari, l'elecció està directament relacionada amb el tipus de lubricant, greix o oli. Per exemple, per a la lubricació amb greix, les solucions més habituals són: deflectors o volanderes, canals mecanitzats o estrets amb ranures;

COJINAMENTS DE BOLES SEGELLATS DE PTFE
Bola radial de coixinet segellat tipus C

precàrrega

Les condicions d'ús també poden afectar la vostra elecció, especialment a l'hora de muntar coixinets. En alguns casos, podeu afegir precàrrega a un conjunt de coixinets per augmentar-ne la rigidesa. A més, la precàrrega té un efecte positiu en la vida útil del coixinet i el nivell de soroll del sistema.

Tingueu en compte que per triar la precàrrega (radial o axial), heu de conèixer la rigidesa de totes les peces mitjançant programari o experimentació. En els vostres criteris de selecció, també heu de considerar el material ideal per al coixinet. Els coixinets poden ser de metall, plàstic o ceràmica. El material del coixinet depèn de l'ús previst. Us recomanem que escolliu els coixinets més resistents a la compressió. Però tingueu en compte que el material utilitzat afectarà el preu del coixinet.

Mantenir

Algunes aplicacions de coixinets requereixen un desmuntatge i un muntatge periòdics per a la inspecció i el manteniment. En aquestes aplicacions, els coixinets amb anells separables són els més adequats.
Quan es tracta de perllongar i donar suport al rendiment de qualsevol tipus de coixinet, no es pot subestimar la importància d'una lubricació a fons. La sobrelubricació, la sublubricació, la contaminació i els lubricants barrejats poden tenir un impacte en el rendiment dels coixinets. També és important tenir en compte la "vida del greix", la quantitat de temps que un coixinet pot funcionar entre relubricacions.

Per què triar els coixinets de boles?

Els coixinets més utilitzats són els de ranura profunda rodaments de boles. Es troba en gairebé tot tipus de productes en enginyeria mecànica general. Els coixinets de boles solen estar optimitzats per al contacte radial: això vol dir que són útils si es vol que la força en contacte amb el coixinet sigui perpendicular al seu eix de gir. Si s'han d'utilitzar coixinets de boles per a càrregues axials, s'ha de tenir cura que la unitat només suporti càrregues axials moderades. Tanmateix, aquest inconvenient es pot evitar utilitzant una estructura de coixinet de boles de doble fila. Els coixinets de boles no només són de baix cost, sinó també els més compactes, cosa que els converteix en el tipus de coixinet més utilitzat.

Coixinets de boles de ranura profunda 1

Rodaments de boles de ranura profunda tenen els següents avantatges:

(a) Els coixinets de boles de ranura profunda tenen una gran capacitat de càrrega a causa de la mida relativament gran de les boles.
(b) Els coixinets de boles profunds suporten càrregues radials i axials.
(c) A causa del punt de contacte entre les boles i les pistes, aquest coixinet té menys pèrdues per fricció i l'augment de temperatura resultant. La velocitat màxima permesa de l'eix depèn de l'augment de temperatura del coixinet. Per tant, els coixinets de boles profunds tenen un rendiment excel·lent, especialment en aplicacions d'alta velocitat.

(d) Els coixinets de boles profunds generen menys soroll a causa del contacte puntual. (e) El diàmetre del forat dels coixinets de boles de ranura profunda varia d'uns pocs mil·límetres a 400 mm.

Per a coixinets petits que funcionen a altes velocitats, recomanem fermament l'ús de coixinets de boles.

Per què triar coixinets de rodets cilíndrics?

Rodaments de rodets cilíndrics can withstand large radial loads, even very large radial loads. There are many types of cylindrical roller bearings. They vary according to the number of rows of rollers (one, two or four) and whether they have cages. The cage allows the bearing to support significant radial loads and high speeds. The absence of a cage allows the bearing to have rows of rollers and therefore can accommodate greater radial loads. The only disadvantage is that cylindrical roller bearings without cages cannot withstand as high speeds as cylindrical roller bearings with cages. Cylindrical roller bearings are very robust and have a long bearing life.

El contacte puntual dels coixinets de boles es substitueix per un contacte de línia rodaments de rodets quan es requereix la màxima capacitat de càrrega en un espai determinat. Els coixinets de rodets cilíndrics consisteixen en rodets relativament curts posicionats i guiats per gàbies.

Rodaments de rodets cilíndrics

Els coixinets de rodets cilíndrics tenen els següents avantatges:

(a) Els coixinets de rodets cilíndrics tenen una capacitat de càrrega radial molt alta a causa del contacte de línia entre els corrons i les pistes.
(b) Els coixinets de rodets cilíndrics són més rígids que els coixinets de boles.
(c) Baix coeficient de fricció per a una menor pèrdua de fricció en aplicacions d'alta velocitat.

Per què triar coixinets de rodets cònics?

Els coixinets de rodets cònics poden suportar càrregues radials, axials i combinades (simultàniament). A causa de la seva alta rigidesa, la càrrega pot ser molt pesada. Si no esteu segur de la diferència entre un coixinet de boles i un coixinet de rodets cònics, tingueu en compte que un coixinet de rodets cònics de la mateixa mida pot suportar càrregues més pesades.

Per tant, recomanem aquest tipus de coixinets per a eixos de màquines, transmissions de vehicles (de cotxes a vaixells, helicòpters) o per a volants de cotxes o camions.

Rodaments de rodets cònics

Els coixinets de rodets cònics tenen els següents avantatges:

(a) Els coixinets de rodets cònics poden suportar grans càrregues radials i d'empenta.
(b) Els coixinets de rodets cònics tenen una major rigidesa.
(c) Els coixinets de rodets cònics utilitzen peces separables i es poden muntar i desmuntar fàcilment.

Per què triar coixinets de rodets d'agulles?

Com a coixinets de rodets cilíndrics, coixinets de rodets d'agulles estan disponibles amb o sense gàbies. Si tenen una gàbia, poden suportar velocitats molt elevades, mentre que els coixinets de rodets d'agulles sense gàbies poden suportar càrregues radials o axials molt pesades. Tingueu en compte també que aquests coixinets són de mida petita i, per tant, tenen una petita empremta. Per exemple, s'utilitzen sovint en caixes de canvis.