Følg mig på: 
Vejledning om lejebelastninger
Bære belastninger kapacitet er afgørende for dens levetid og ydeevne. Utilstrækkelig bæreevne kan føre til for tidligt slid, overophedning og katastrofale fejl, så det er afgørende at overveje lejebelastning, når man designer nye applikationer eller ændrer eksisterende applikationer, især efter lejefejl. Denne blog har til formål at introducere information om lejebelastninger og give konstruktive forslag til, hvordan du kan vælge passende lejer.
Lejebelastning er mængden af kraft eller tryk, der udøves på lejet. I detaljer overføres kraften fra den ene lejering til den anden gennem nogle eller alle rulleelementer. Typisk overføres den påførte belastning til akslen, derefter til lejets indre løbebane og til sidst til den ydre løbebane. Lejer kan modstå forskellige belastninger, såsom radial belastning, aksial belastning, centrifugal belastning osv. Størrelsen og retningen af lejebelastninger afhænger af forskellige faktorer, herunder udstyrs vægt, driftshastighed, acceleration, deceleration, stød, vibrationer, temperatur og smøring. Forkert justering, installation eller vedligeholdelse kan også påvirke lejebelastninger.
Lejebelastningsform
Bære belastninger i traditionel forstand omfatter aksial belastning, radial belastning og væltemoment. Lejer bærer mange typer belastninger. Uanset om de er i drift eller ej, vil de bære arbejdsbelastninger, egenvægtsbelastninger, skråningsbelastninger, kollisionsbelastninger, temperaturbelastninger osv. Nedenfor introducerer vi manifestationerne af bærelast i detaljer.
Lejer radial belastning
Radiale lejebelastninger er vinkelrette på akslens akse og virker på lejets ydre ring. De er forårsaget af vægten af udstyret eller kræfterne fra roterende dele. For at beregne radial kapacitet skal du bestemme vægten af de understøttede komponenter og kræfterne, der virker på dem, fordele belastningen mellem lejerne og sikre, at belastningen beregnet ved hjælp af producentens specifikationer er inden for den maksimale kapacitet af det valgte leje. Hvis din applikation kræver lejer til at håndtere radiale belastninger, ville radiale kuglelejer eller vinkelkontaktlejer med lav kontaktvinkel være et godt valg.
Leje aksial belastning
Aksiale belastninger, også kaldet trykbelastninger, virker parallelt med akslens akse og virker på lejets indre eller ydre ringe. De er forårsaget af tryk eller spænding og kan være ensrettet eller tovejs. De overfører kraft jævnt for at producere en afbalanceret belastningsfordeling. Vinkelkontaktlejer med højere kontaktvinkler (ca. 25°) er gode valg til aksialbelastningsanvendelser, men for forskudte aksiale belastninger virker momenter på den indre bane, hvilket resulterer i ujævn belastningsfordeling på lejerulningselementerne. For at beregne aksial belastningskapacitet skal du overveje lejestørrelse, materiale og geometri samt belastningsretning og størrelse. Producenter vurderer lejer baseret på standardiserede formler og tests, og applikationer med høje aksiale belastninger omfatter pumper, automotive transmissioner og kompressorer.
Lejebelastningskapaciteten kan beregnes ved hjælp af en række formler og softwareprogrammer, herunder lejeproducentens kataloger, online-beregnere og simuleringer af finite element analyse (FEA). De mest almindeligt anvendte formler for radiale og aksiale belastninger er:
Radial belastningskapacitet = ( C/P)^(1/3)x Fr, aksial belastningskapacitet = (C0/P)^(1/2)x Fa.
Blandt dem er C den grundlæggende dynamiske belastningsværdi, P er den tilsvarende dynamiske lejebelastning, C0 er den grundlæggende statisk belastning vurdering, Fr er den radiale belastning, og Fa er den aksiale belastning. For at opnå nøjagtige resultater ved beregning af lejets belastningskapacitet, kontakt venligst eksperter, anbefaler eller brug et softwareprogram fra lejeproducenten.
Lejer centrifugal belastning
Bærende centrifugalbelastninger genereres af applikationens rotationshastighed, især højhastighedsapplikationer såsom turbiner og centrifuger. Når den indre ring roterer de rullende elementer, bevæger de sig tangentielt i en lige bane, men den ydre ring skal tvinge dem til at følge lejets bue. Denne interaktion skaber centrifugale radiale belastninger, og den maksimale hastighed af applikationen er nogle gange begrænset af den kraft, den skaber. Centrifugalbelastningsbegrænsninger.
Statisk belastning
Statisk lejebelastning refererer til den maksimale kraft eller maksimale moment, som lejet udsættes for i radial, aksial og andre retninger, når lejet ikke roterer. Statisk belastning er en vigtig parameter i lejedesign. Det er en del af lejets grundlæggende belastningsværdi og er også en af de vigtige referencedata til bestemmelse af lejets levetid.
Dynamisk belastning
Den dynamiske belastning af lejet refererer til den maksimale belastning, som lejet bærer under rotation. Det beregnes normalt ved hjælp af den dynamiske ækvivalente belastningsberegningsformel. Størrelsen af den dynamiske belastning på lejet påvirker direkte lejets levetid og ydeevne. Derfor skal lejeproducenter tage hensyn til virkningen af dynamisk belastning, når de designer og producerer lejer. Beregningsmetoden for dynamiske lejebelastninger afhænger af type leje og brugsbetingelserne. Den dynamiske ækvivalente belastningsberegningsformel bruges normalt, og beregningsmetoden er som følger:
P = (Fr^2 + Fa^2)^0.5
Blandt dem er P den dynamiske ækvivalente belastning; Fr er den radiale belastning; Fa er den aksiale belastning. Værdierne for radial belastning og aksial belastning skal beregnes i henhold til specifikke brugsforhold, mens den dynamiske ækvivalente belastning beregnes omfattende baseret på faktorer som lejegeometri, materiale, afvigelse og antal lejer.
Lejet statisk belastning
Den grundlæggende statiske belastningsværdi for et rulleleje (radial Cor, aksial Coa) refererer til den ækvivalente fantom radial belastning eller central aksial statisk belastning, når en vis kontaktspænding er forårsaget i centrum af kontakten mellem lejerulningselementerne og løbebanen under maksimal belastningsanvendelse. . Den statiske belastningsværdi bestemmes under forudsatte belastningsforhold. For radiale lejer refererer den statiske belastningsværdi til den radiale belastning. For radiale tryklejer (vinkelkontaktkuglelejer) refererer det til den radiale komponent af belastningen, der belaster halvcirkelløbet i lejet. For tryklejer refererer det til den centrale aksiale belastning. Det vil sige, at lejets radiale grundlæggende statiske belastningsværdi og aksiale grundlæggende statiske belastningsværdi for lejet refererer til den maksimale belastning, som lejet kan bære, når det er statisk eller roterende. Bæreevnen af dybe sporkuglelejer, når de er stationære eller langsomt roterende (hastighed n≤10r/min), er den nominelle statiske belastning.
Leje dynamisk belastningsværdi
Den nominelle dynamiske belastning af lejet er den konstante radiale belastning (konstant aksial belastning), som rullelejet teoretisk kan modstå. Den grundlæggende nominelle levetid under denne belastning er 100W omdrejninger. Den grundlæggende dynamiske belastning af lejet afspejler lejets evne til at modstå rulletræthed. . De grundlæggende dynamiske belastningsværdier for radiale lejer og tryklejer kaldes henholdsvis den radiale grundlæggende dynamiske belastningsværdi og den aksiale grundlæggende dynamiske belastningsværdi, repræsenteret ved Cr og Ca. Bæreevnen af dybe sporkuglelejer ved rotation (hastighed n>10r/mim) er den grundlæggende dynamiske belastningsværdi.
Fast belastning
Den resulterende radiale belastning, der virker på lejeringen, bæres af det lokale område af ringløbebanen og overføres til det modsatte område af akslen eller lejesædet. Denne belastning kaldes en fast belastning. Karakteristikken for en fast belastning er, at den resulterende radiale belastningsvektor er relativt stationær i forhold til rørringen. Hverken rørringen eller den resulterende radiale belastning roterer, eller de roterer med samme hastighed og betragtes som faste belastninger. Ferrules, der bærer faste belastninger, kan bruge en løsere pasform.
Roterende last
Den syntetiske radiale belastning, der virker på lejeringen, roterer langs løbebanens omkredsretning, og belastningen, der bæres af hver del i rækkefølge, kaldes rotationsbelastning. Rotationsbelastning er karakteriseret ved rotationen af den resulterende radiale belastningsvektor i forhold til rørringen. Der er tre situationer med roterende last:
en. Belastningsretningen er fast, og ferrulen roterer;
b. Belastningsvektoren roterer, og ferrulen er stationær;
c. Belastningsvektoren og rørringen roterer med forskellige hastigheder.
Oscillerende belastninger og ubestemte belastninger
Nogle gange kan belastningens retning og størrelse ikke bestemmes nøjagtigt. For eksempel i højhastighedsroterende maskineri er der ud over den faste belastning af rotorvægten også en roterende belastning forårsaget af en ubalanceret masse. Hvis denne roterende belastning er større end den faste belastning, hvis den er meget større, vil den resulterende belastning stadig være en rotationsbelastning. Og hvis den roterende belastning er meget mindre end den faste belastning, er den resulterende belastning en oscillerende belastning. Uanset roterende last eller svinglast, ændres dens størrelse og retning konstant. Under variable arbejdsforhold kan belastningen på nogle hylstre være roterende belastninger, faste belastninger eller svingbelastninger. Denne type belastning kaldes en ubestemt belastning.
Oscillerende belastninger og ubestemte belastninger bør behandles på samme måde som rotationsbelastninger med hensyn til pasform. For løs en pasform vil forårsage skade til parringsoverfladen. Ferrul og aksel eller sædehul, der roterer i forhold til belastningsretningen, skal vælge overgangspasning eller interferenspasning. Interferensstørrelsen er baseret på princippet om, at når lejet arbejder under belastning, vil ringen ikke "krybe" på modfladen på akslen eller i sædehullet. Ved tunge belastninger skal pasformen generelt være tættere end ved let belastning og normal belastning. Jo tungere belastningen er, jo større skal pasformsinterferensen være.
Arbejdsbelastning
Når lejet arbejder, bærer det summen af selve maskinens vægt og vægten af den tunge genstand og overfører langsomt den samlede vægt til lejet.
Temperaturbelastning
Mekanisk udstyr vil generere en vis temperatur under drift, og disse temperaturer skal optages af lejerne, så lejerne kan modstå alle temperaturer.
vindlast
Når maskinen arbejder i det fri, skal virkningen af vindbelastning tages i betragtning, herunder vindretning, regn, tordenvejr osv. Ovenstående er kun nogle af de belastninger, som bæres af svinglejeanordningen. Faktisk skal svinglejeenheden bære belastning for at kunne klare al vægten og belastningerne fra maskinen i drift. Under normale omstændigheder har selve drejepladelejet monteringshuller, smøreolie og tætningsanordninger, som kan opfylde de forskellige behov hos forskellige typer værter, der arbejder under forskellige arbejdsforhold.
Risikobelastning
Uventet og uforudsigelig belastning båret af det roterende leje, sidekraft, risikokraft, utilsigtet vold osv. Derfor skal valget af lejer have en sikkerhedsfaktor for at sikre, at det er idiotsikkert.
Bærer minimumsbelastning
Rulningslejer bruges til at reducere friktion i roterende maskiner ved at fjerne så meget glidende friktion som muligt fra systemet ved at bruge rullefriktion med en lavere friktionskoefficient. Men selvom rullelejer forsøger at reducere den totale friktion i systemet, kræver de enkelte rulleelementer i lejet stadig en vis mængde friktion for at rulle frem for at glide. Denne indre friktion skabes ved at påføre belastning på lejet. Denne belastning kan genereres internt gennem forbelastning eller gennem en eksternt påført belastning.
Med mange radiale lejer er der sædvanligvis en vis mængde plads mellem de rullende elementer og løbebanen for at tillade termisk udvidelse og forhindre lejet i at sætte sig fast. "Dette indre clearance skaber såkaldte læsse- og aflæsningszoner i lejet. Når akslen roterer, bevæger de rullende elementer sig ind og ud af den ydre ringbelastningsbærende zone. Når rulleelementerne bevæger sig ind og ud af læssezonen, ændres hastigheden af rulleelementerne. Hvis der ikke er nogen minimumsbelastning på rulleelementerne, og acceleration ind og ud af lastzonen kan være meget skadelig.
Hvorfor er belastning vigtig for lejer?
Hvis et rulleleje ikke opfylder minimumsbelastningen, kan der opstå en række forhold, som forkorter lejets levetid væsentligt. Udskridning, der glider mellem rullende elementer og løbebaner, kan ødelægge smøremiddelfilmen og forårsage udtværingsskader. Udtværing vil ikke kun beskadige den rullende overflade, men også få temperaturen til at stige. Belastningen placeres på et bur inde i lejet. Typisk er bure designet til at forhindre rullende elementer i at komme i kontakt med hinanden. Men når minimumsbelastningen ikke er opfyldt, altså når der ikke er trækkraft, skal buret nu drive de rullende elementer i stedet for løbebanens trækkraft. Dette skaber uforklarlige belastninger på buret og kan føre til for tidlig burfejl.
Faktorer, der påvirker lejebelastningen
Materialer, struktur, fremstillingsproces, arbejdsbelastning, rotationshastighed, temperatur og smøreforhold er de vigtigste faktorer, der påvirker lejets indre belastningsfordeling. Under brug og vedligeholdelse af lejer er det nødvendigt at være opmærksom på ændringer i disse faktorer og deres indvirkning på lejernes levetid og driftsstabilitet for at sikre normal drift af lejerne.
Strukturelle faktorer
Lejets struktur har også en vis indflydelse på dets bæreevne. Lejets struktur omfatter hovedsageligt indre og ydre ringe og rullende elementer. Lejer med sfæriske rulleelementer har en højere radial belastningsevne end lejer med rulleformede rulleelementer.
Fremstillingsproces
Fremstillingsprocessen er en af de vigtige faktorer, der påvirker bæreevnen. Fremstillingsprocesser omfatter varmebehandling, præcisionsbearbejdning, montering osv. Disse påvirker direkte udseendets kvalitet og iboende kvalitet af lejet og påvirker derefter lejekapaciteten.
arbejdsbyrde
Lejets arbejdsbelastning refererer til den kraft og det moment, lejet bærer. Det er en af de vigtigste faktorer, der påvirker belastningsfordelingen inde i lejet. Størrelsen og retningen af arbejdsbelastningen bestemmer direkte spændingen og belastningsfordelingen af forskellige dele inde i lejet. Når lejets arbejdsbelastning er ujævn, vil belastningsfordelingen inde i lejet være tilsvarende ujævn, hvilket vil forårsage lokal skade og udmattelsesbrud på lejet.
Roterende hastighed
Lejets rotationshastighed refererer til rotationshastigheden af de rullende elementer inde i lejet. Det er en af de vigtige faktorer, der påvirker belastningsfordelingen inde i lejet. Stigningen i rotationshastigheden vil øge inertikraften af de rullende elementer inde i lejet, hvilket resulterer i større belastning af lejesamlingen. Derudover, når omdrejningshastigheden er for høj, er lejematerialet tilbøjeligt til træthed og overophedning, hvilket også vil påvirke belastningsfordelingen inde i lejet.
Temperatur
Temperaturen er en anden vigtig faktor, der påvirker belastningsfordelingen inde i lejet. Når lejet fungerer, vil temperaturen inde i lejet stige på grund af generering af friktion og varme. Når temperaturen stiger, vil materialeegenskaberne af forskellige dele inde i lejet ændre sig, og dermed påvirke belastningsfordelingen inde i lejet. Hvis temperaturen er relativt høj, kan polymerburet inde i lejet, stålets termisk stabile temperatur, tætninger osv. Et lejes indre frigang og dets ændring med temperaturen have en væsentlig indflydelse på størrelsen af belastningszonen i lejet. Når der er stor temperaturforskel mellem de to ender af lejet (dvs. den varme aksel og det kolde hus), vil lejets indvendige spillerum falde. Dette vil skabe højere belastninger og højere rullefriktion i lejerne.
Smøreforhold
Smøreforhold er en anden nøglefaktor, der påvirker belastningsfordelingen i lejet. Når lejet fungerer, har det brug for smøreolie eller fedt for at opretholde smøretilstanden, og derved reducere friktionen og sliddet inde i lejet. Når smøreforholdene er dårlige, vil der forekomme lokal tør friktion og varmeakkumulering inde i lejet, hvilket vil føre til ujævn belastningsfordeling inde i lejet og gøre lejefejl sandsynlig.
Lejer og belastningsretning
Under normale omstændigheder kan der vælges dybe sporkuglelejer eller cylindriske rullelejer til krav til ren radial belastning. Og hvis det er en stødkugleleje, den er kun egnet til at bære en moderat mængde ren aksial belastning. over, envejs trykkuglelejer kan kun bære lejebelastninger fra én retning. Hvis det er et tovejs trykkugleleje eller et tovejs trykvinkelkontaktleje, kan det bære aksiale belastninger i begge retninger. For eksempel, hvis lejet er udsat for kombinerede radiale og aksiale belastninger, så vinkelkontaktkuglelejer eller koniske rullelejer bruges normalt. Og hvis det er et firepunkts kontaktkugleleje og et tovejs trykvinkelkontaktkugleleje, kan det modstå den kombinerede belastning i begge retninger.
Hvis lasten virker væk fra midten af lejet, kan der opstå et væltende moment. Ifølge lejeproducenter af rustfrit stål kan dobbeltrækkede kuglelejer modstå væltemomenter, men det anbefales, at du vælger parrede vinkelkontaktkugler eller parrede koniske rullelejer. Ansigt-til-ansigt-typer er tilgængelige, og ryg-til-ryg-typer er bedre. Du kan selvfølgelig også vælge krydsede koniske rullelejer mv.
Konklusion
Ved valg af lejer bør anvendelseskrav, belastningstype, hastighed, miljø og temperatur tages i betragtning. Kuglelejer er velegnede til lav til middel belastning, mens rullelejer er egnede til højere belastninger. Glidelejer er velegnede til maskiner med lav hastighed og høj belastning. Ved regelmæssigt at vedligeholde lejer ved at efterse, rense og smøre dem for at sikre optimal ydeevne og levetid. Aubearing tilbyder en bred vifte af lejer til forskellige forhold og anvendelser, og leverer produkter af høj kvalitet og ekspertrådgivning. Kontakt os for information.