La guia definitiva dels coixinets de secció prima

La guia definitiva dels coixinets de secció prima

Els coixinets de secció prima es van desenvolupar quan els coixinets de boles profunds estàndard eren insuficients per a determinades aplicacions. Els coixinets de secció prima tenen una secció transversal molt petita en relació al seu diàmetre. Aquest disseny determina que el coixinet de secció prima té un volum de disseny més petit i una massa menor, alhora que aconsegueix una gran rigidesa i precisió de funcionament. 

Coixinets de secció fina equivalents Kaydon

Sèrie de rodaments estandarditzats segons 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.

Classificació dels coixinets de secció prima

Cada aplicació de coixinets de secció prima té requisits específics. Aquestes diferències potencials fan que alguns coixinets de secció prima siguin millors opcions que altres. Quan es tracta de coixinets de secció prima, hi ha tres tipus diferents a tenir en compte:

Coixinet de secció prima de tipus A

Un tipus de coixinet de secció prima

Coixinet de secció prima de tipus C

Coixinet de secció fina tipus C

Coixinet de secció fina tipus X de 4 punts de contacte

Coixinet de secció prima tipus X

Tipus A: coixinets de secció prima de contacte angular

Els coixinets de secció prima de contacte angular s'utilitzen principalment en entorns durs amb càrregues axials elevades. En general, no es recomana utilitzar un únic coixinet de secció prima de contacte angular de tipus A per suportar moments o càrregues axials inverses, però dos coixinets de tipus A com a parell de coixinets dúplex poden suportar fàcilment aquestes càrregues. L'estabilitat, la capacitat de càrrega i la repetibilitat dels parells de coixinets dobles de secció prima de contacte angular de tipus A són millors que els dels coixinets de secció prima de tipus C.

  • Els dos anells dels coixinets de secció prima de contacte angular de tipus A tenen ranures de boles extraprofundes (profunditat de la ranura = 25% del diàmetre de la bola).

  • Els coixinets de secció prima de contacte angular de tipus A tenen una distància radial suficient per produir un angle de contacte de 30 ° (α) que pot suportar càrregues axials.

  • La gàbia del coixinet de secció prima de contacte angular de tipus A es troba en una bossa circular, en la qual el nombre de boles representa aproximadament el 67% de totes les boles.

TIPUS A Coixinet de secció prima ESTAT DE CÀRREGA

radial

Axial

moment

Invertir
Axial

Combinat
radial
Empenta

Excel · lent

Ús en parelles
Excel · lent

Ús en parelles
Excel · lent

Proporciona una capacitat de càrrega axial més gran (unidireccional) que els coixinets de tipus C o X:

  • L'anell exterior sol ser avellanat per reduir una espatlla de la pista, i l'anell exterior es munta sobre l'anell interior, les boles i la gàbia per comoditat (amb l'ajuda de la diferència de temperatura entre els dos anells).

  • El coixinet de secció prima de contacte angular de tipus A és un coixinet no separable que pot suportar càrregues radials més grans i suportar simultàniament una gran quantitat de càrrega axial en una direcció.

  • Quan es transporten càrregues axials, les superfícies dels anells interiors i exteriors dels coixinets de secció prima de contacte angular de tipus A estan aproximadament alineades, minimitzant els ajustos de precàrrega.

  • Els coixinets de secció prima de contacte angular de tipus A solen instal·lar-se enfront d'un altre coixinet del mateix tipus, de manera que existeixin càrregues axials per establir i mantenir l'angle de contacte i acomodar càrregues axials inverses amb un moviment axial mínim.

Tipus C - Coixinets de secció fina de boles radials

Els coixinets de secció prima de boles de contacte radial de tipus C adopten un disseny de boles de solc profund les ranures poden suportar càrregues elevades i són la solució preferida per a aplicacions amb càrregues radials. Com és d'esperar, els coixinets de secció fina tipus C també poden suportar càrregues axials moderades, càrregues axials inverses i càrregues de moment.

  • Els dos anells dels coixinets de bola de contacte radial de tipus C tenen ranures de boles extraprofundes (profunditat de la ranura = 25% del diàmetre de la bola).

  • L'anell interior té un desplaçament excèntric dins de l'anell exterior, aproximadament la meitat de la distància de la pilota.

  • Els anells es col·loquen de manera concèntrica i la gàbia/separador separa les boles de manera uniforme al voltant de tota la circumferència.

  • Els coixinets de secció fina de boles de contacte radial de tipus C funcionen millor quan hi ha una petita quantitat de joc (el joc radial, que es pot augmentar o disminuir per complir les condicions de funcionament) entre la bola i l'anell.

TIPUS C Coixinet de secció prima ESTAT DE CÀRREGA

radial

Axial

moment

Invertir
Axial

Combinat
radial
Empenta

Excel · lent


Llum a
moderat
càrregues


Llum a
moderat
càrregues

Els coixinets de secció fina de boles de contacte radial de tipus C estan dissenyats de manera que la bola i l'anell contactin al pla central de la bola quan només s'apliquen càrregues radials. Tot i que estan dissenyats principalment per a aplicacions de càrrega radial, els coixinets de tipus C no tenen ranures plenes i poden suportar algunes càrregues axials en qualsevol direcció. La capacitat de suportar càrregues axials depèn de la quantitat d'espai lliure del coixinet després de la instal·lació. En augmentar el joc radial per sobre del valor estàndard, els coixinets de tipus C poden tenir un angle de contacte més gran sota càrrega axial, donant lloc a una major capacitat de càrrega axial. En aquest cas, es recomana ajustar el coixinet contra un altre coixinet de construcció similar per reduir el moviment axial sota càrregues axials inverses. S'utilitzen d'aquesta manera, els coixinets són bàsicament coixinets de boles de contacte angular en lloc de coixinets de boles de contacte radial.

Tipus X: coixinet de secció prima de contacte de quatre punts

A diferència dels dissenys de coixinets de secció prima de tipus A i C, els coixinets de secció prima de contacte de quatre punts de tipus X es fabriquen amb arcs gòtics que creen quatre punts de contacte entre les boles i les pistes del coixinet. Aquest disseny fa que els coixinets de secció prima de contacte de quatre punts siguin una opció principal per a aplicacions que requereixen un parell suficient o càrregues axials inverses en un paquet petit. Tanmateix, els coixinets de secció prima de contacte de quatre punts de tipus X tenen una capacitat inferior per suportar una àmplia gamma de càrregues radials que els coixinets de secció prima de tipus X. Els coixinets de secció prima de contacte de quatre punts de tipus X no es recomanen com a reemplaçament dels coixinets de secció prima de tipus C o A en entorns destinats a càrregues radials pures. Cal tenir en compte que la velocitat (rpm) dels coixinets de secció prima de contacte de quatre punts de tipus X és una preocupació particular quan es combina amb càrregues radials quan s'aplica amb càrregues axials o moment.

CONDICIÓ DE CÀRREGA TIPUS X

radial

Axial

moment

Invertir
Axial

Combinat
radial
Empenta

Pobre

Excel · lent

Excel · lent

Pobre

Els coixinets de tipus X es diferencien dels coixinets de tipus A i de tipus C per la geometria de les ranures de les seves pistes:

tipus C: Els centres dels radis es troben al pla central de la bola.
tipus A: La virola i la bola estan en contacte angular, i el centre del radi de la ranura es compensa en una quantitat igual a ambdós costats del pla central de la bola.
tipus X: Les ranures de cada anell tenen dos radis amb els seus centres desplaçats del pla central de la pilota.

La profunditat de la ranura dels coixinets de tipus X és la mateixa que la del tipus A i del tipus C (25% del diàmetre de la bola).​
Les característiques específiques de l'"Arc Gòtic" són:

  • Permet que un únic coixinet de tipus X suporti tres tipus de càrregues (radial, axial i moment) simultàniament (mentre que els coixinets de mida estàndard solen estar dissenyats per suportar només càrregues radials i axials).

  • El que el converteix en un coixinet ideal per a moltes aplicacions, ja que un únic coixinet de boles de contacte de quatre punts sovint pot substituir dos coixinets, com ara un conjunt de dos coixinets de marc A disposats esquena a esquena, proporcionant així un disseny simplificat.

  • La càrrega axial aplicada a l'anell interior de dreta a esquerra es transfereix de l'anell interior a la bola en el punt B.

  • A continuació, la càrrega es transfereix a través de la bola fins al punt D on es transfereix a l'anell exterior i l'estructura de suport.

  • La línia d'acció BD forma un angle de contacte nominal de 30° (α) amb la línia central radial del coixinet.

  • A causa de la deformació elàstica de la bola i la pista al llarg de la línia de transferència de càrrega, la càrrega de la bola s'allibera als punts A i C, permetent una rotació suau al voltant de l'eix perpendicular a la línia BD.

  • Quan s'aplica una càrrega axial a l'anell interior d'esquerra a dreta, es produeix una transferència de càrrega similar entre el punt C i el punt A.

Igual que els coixinets de tipus C, els coixinets de tipus X solen tenir joc radial. Tanmateix, l'angle de contacte nominal i la capacitat de càrrega axial dels coixinets de tipus X no depenen de l'espai lliure. Quan la càrrega axial o moment és considerable, l'espai s'ha de minimitzar per evitar que l'angle de contacte sigui massa gran. El més important a tenir en compte és que es recomana utilitzar el coixinet X sol. No es recomana utilitzar dos coixinets X en un eix comú, ja que això pot provocar moments de fricció inacceptables.

Càrregues sobre coixinets de secció prima

Els coixinets suporten eixos o carcasses, permetent-los circular lliurement sota càrrega. Més amunt hem analitzat una varietat de coixinets de secció prima que poden suportar càrregues radials, axials i moment. Les càrregues es poden aplicar als coixinets de secció prima en una de les dues direccions cardinals, on la càrrega de moment resultant (M) es pot calcular com:

M = Fa Sa + Fr Sr

M

=

càrrega de moment [N·m]

Fa

=

càrrega axial [kN]

Sa

=

distància de compensació des de l'eix de rodament [m]

Fr

=

càrrega radial [kN]

Sr

=

distància de compensació des del pla radial [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.

Càrrega radial principal

  • Com més gran sigui el joc del coixinet, menys boles hi ha per portar la càrrega, el que resulta en una vida dinàmica més curta.

  • Una precàrrega gran del coixinet pot sobrecarregar el coixinet abans que s'apliqui la càrrega.

Càrregues axials principals i càrregues de moment

  • Un espai més gran permetrà un angle de contacte més gran que la bola amb la pista i, per tant, s'adaptarà millor a la càrrega aplicada.

  • Tanmateix, l'àrea el·líptica de contacte de la bola amb la pista de rodadura pot quedar truncada per sobre de la vora de la pista, causant altres problemes.

  • Una precàrrega més gran pot tornar a sobrecarregar el coixinet abans d'aplicar la càrrega.

El càlcul del factor de seguretat estàtica o la vida dinàmica requereix l'ajuda d'un programari informàtic per determinar les càrregues de boles individuals al llarg del coixinet, utilitzant Reali-Design (per a Coixinets de polzades Reali-Slim) o Reali-Design MM (per a Coixinets mètrics Reali-Slim) programari. Un cop calculats, s'utilitza l'esfera de càrrega màxima per determinar el nivell de tensió màxima i, per tant, el factor de seguretat estàtica. Totes les càrregues de boles s'utilitzen en una anàlisi ponderada per determinar la vida útil bàsica, L10.

Limitació de la velocitat dels coixinets de secció fina

En termes generals, la determinació de la velocitat màxima de funcionament segura depèn en gran mesura de l'experiència passada. Els factors que limiten la velocitat de rotació dels coixinets són molt complexos, com ara:

 Diàmetre del coixinet
 Relació diàmetre del coixinet a secció transversal
Tipus de rodament i configuració interna
 Relació entre el radi de la ranura de la pista i el diàmetre de la bola
El joc radial intern del coixinet o la precàrrega
 Angle de contacte de treball
 Precisió del coixinet (desnivell)
Materials i disseny de la gàbia de boles/separador
 Precisió d'instal·lació (rodonitat, planitud sota càrrega)
 Lubricació
Mesures de temperatura ambient i dissipació de calor
Segells
 Càrrega

coixinet de secció prima

Tot i que no és possible establir límits de velocitat precisos, les aplicacions pràctiques i l'experiència del laboratori de proves AUB proporcionen una base per establir límits generals. Suposem que els coixinets estan instal·lats correctament i tenen una dissipació de calor adequada. Aquests límits es basen en una vida útil completa de 1 de revolucions. Es poden tolerar velocitats més altes si són acceptables una vida útil més curta. Per a velocitats que s'acosten o superen el límit calculat mitjançant la fórmula de velocitat límit (n), s'ha de prestar especial atenció a la lubricació i la calor:

El greix ha d'estar especialment dissenyat per a coixinets d'alta velocitat.
La freqüència de relubricació ha de ser suficient perquè sempre hi hagi suficient lubricant disponible.
Si s'utilitza oli, l'arrossegament viscós s'ha de minimitzar controlant el nivell, utilitzant una funda d'oli i/o mesurant petites quantitats de líquid o boira.
Els efectes de la turbulència de l'aire a altes velocitats poden dificultar molt la introducció d'oli a les superfícies crítiques, de manera que el disseny del sistema de lubricació esdevé molt important.

Els càlculs següents es poden utilitzar per a coixinets de boles de secció fina de la sèrie Reali-Slim de tipus obert a velocitats contínues.
n = 1 000 fl Cf/d

Cf=factor de càlcul (taula 1)
d=diàmetre del forat [mm (a)] (taula de productes)
fl=factor de reducció (taula 2)
n=velocitat límit [r/min]
1700830618056
1700830679324

Com triar el millor coixinet de secció prima per a la vostra aplicació?

El tipus i la magnitud de les càrregues requerides en una aplicació determinada determina quin coixinet de secció prima és el més adequat. Per exemple, en entorns on hi ha càrregues axials en una direcció, AUB recomana l'ús dels seus coixinets de boles de contacte angular de tipus A dedicats. Aquesta opció també és ideal per a aplicacions d'empenta radial o combinada. Tot i així, no és adequat per a aplicacions que necessiten suportar càrregues de moment o càrregues axials inverses.

Un cop s'hagin determinat càrregues de moment més grans, AUB recomanarà l'ús d'opcions de coixinets de boles de contacte de 4 punts o de patró en X. El disseny utilitza una pista d'"arc gòtic" per crear quatre punts de contacte entre la pilota i la pista. El que la converteix en la solució perfecta per a càrregues axials inverses i ideal per a càrregues de moment. Tot i que els coixinets de tipus X es poden utilitzar en altres condicions de càrrega lleugera, no sempre es recomana la substitució dels coixinets de tipus C o A sota càrregues purament radials.

Com a norma estàndard, AUB recomana un seguiment acurat de la velocitat d'aplicació (RPM) quan s'especifiquen coixinets de tipus X per a combinacions de càrregues axials o moment i càrregues radials. L'experiència de l'equip d'enginyers d'AUB va demostrar ser molt favorable en aquest sentit. Poden proporcionar i determinar velocitats limitadores i càrregues combinades basant-se en estadístiques i investigacions. També van afegir recomanacions sobre l'ús de coixinets radials amb càrregues combinades radials, axials o moment i limitant la selecció de velocitat i separador.

Els coixinets de contacte radial, com els coixinets de tipus C, són adequats per a càrregues radials. Això es deu al fet que les seves ranures de boles profundes proporcionen la durabilitat per suportar càrregues més altes. Tot i que aquest tipus de coixinet s'utilitza en aplicacions que suporten principalment càrregues radials, Carter suggereix que també pot suportar eficaçment càrregues axials inverses, càrregues axials moderades i càrregues de moment.

1692277847C 98

Quines altres aplicacions hi ha per als coixinets de secció fina?

Thin-section bearings have been developed primarily for applications where space is limited, providing friction-free solutions for articulated components such as robot arms or other joints such as elbows. Different types of thin-section bearings are widely used in different institutions, including aerospace, medical imaging, robotics, semiconductors, data storage, machine tools, packaging equipment, packaging equipment, satellite systems, and optical and aiming systems.

AUB s'especialitza en solucions sobre una gamma completa de coixinets de secció prima. El nostre equip d'enginyers ben equipat crea dissenys de coixinets personalitzats tenint en compte l'espai, la càrrega, la precisió i la fiabilitat, i els fabrica a mida segons les vostres necessitats d'aplicació. AUB ofereix coixinets de precisió de perfil baix en mides des d'1 polzada de diàmetre interior (diàmetre interior) fins a 40 polzades de diàmetre exterior (diàmetre exterior) per a grans plats giratoris desplegats en aplicacions comercials i industrials.