Õhukeste laagrite ülim juhend

Õhukeste laagrite ülim juhend

Õhukesed laagrid töötati välja siis, kui standardsetest sügava soonega kuullaagritest ei piisanud teatud rakenduste jaoks. Õhukese ristlõikega laagritel on nende läbimõõduga võrreldes väga väike ristlõige. See disain määrab, et õhukese lõiguga laager on väiksema disainimahu ja väiksema massiga, saavutades samas suure jäikuse ja töötäpsuse. 

Kaydoni ekvivalentsed õhukese sektsiooni laagrid

Veerelaagrite seeria standarditud vastavalt DIN ISO, õhukese ristlõikega laagrite ristlõige suureneb läbimõõdu suurenedes ja seeria kõigi suuruste õhukese laagrite ristlõige on sama. „Õhukese ristlõikega laagrite definitsioone on tööstuses mitu, üks levinumaid on see, et laagrit peetakse õhukese ristlõikega, kui läbimõõt on radiaalristlõikest üle 4 korra suurem. Ristlõike mõõtmed võivad varieeruda, kuid tavaliselt on need kaks korda suuremad. Õhukese ristlõikega laagrite tüüpilised rakendused on need kriitilised rakendused, kus ruum on piiratud, kaal tuleb minimeerida, absoluutne täpsus tuleb säilitada ning koormuse ja pöördemomendi nõuded nõuavad siiski kuullaagrite kasutamist. Sellistes rakendustes aitavad õhukese ristlõikega laagrid vähendada kulusid võrreldes tavaliste sügava soonega kuullaagrite suurustega ja nende eeliseks on see, et kasutatakse ainult ühte laagrit, millel on väike mõju kogukaalule.

Õhukese profiiliga laagrite klassifikatsioon

Igal õhukese sektsiooniga laagrirakendusel on spetsiifilised nõuded. Need võimalikud erinevused muudavad mõned õhukese ristlõikega laagrid teistest paremateks valikuteks. Õhukeste laagrite puhul tuleb arvestada kolme erinevat tüüpi:

A-tüüpi-õhukese ristlõikega laager

Tüüpi õhukese profiiliga laager

C-tüüpi-õhukese ristlõikega laager

C-tüüpi õhukese sektsiooni laager

4-punktilise kontaktiga X-tüüpi õhukese profiiliga laager

X tüüpi õhukese sektsiooni laager

Tüüp A – nurkkontakti õhukese lõigu laagrid

Nurgakontakti õhukese ristlõikega laagreid kasutatakse peamiselt suure aksiaalkoormusega karmides keskkondades. Üldjuhul ei ole soovitatav kasutada ühte A-tüüpi nurkkontaktiga õhukese lõigu laagrit moment- või vastupidise aksiaalkoormuse toetamiseks, kuid kaks A-tüüpi laagrit dupleks-laagripaarina suudavad selliseid koormusi hõlpsasti taluda. A-tüüpi nurkkontakti õhukese sektsiooniga kahekordse laagripaaride stabiilsus, kandevõime ja korratavus on paremad kui C-tüüpi õhukese sektsiooniga laagrite omad.

  • Mõlemal A-tüüpi nurkkontaktiga õhukese ristlõikega laagritel on eriti sügavad kuulsooned (soonte sügavus = 25% kuuli läbimõõdust).

  • A-tüüpi nurkkontaktiga õhukese ristlõikega laagritel on piisav radiaalne kliirens, et tekitada 30° kontaktnurk (α), mis talub aksiaalseid koormusi.

  • A-tüüpi nurkkontaktse õhukese lõiguga laagri puur on ringikujulises kotis, milles kuulide arv moodustab umbes 67% kõigist kuulidest.

TÜÜP A Õhukese sektsiooni laager KOORMUSE SEISUKORD

Radiaalne

Aksiaalne

hetk

Tagurdamine
Aksiaalne

Kombineeritud
Radiaalne
tõukejõud

hea

suurepärane

Kasutage paarikaupa
suurepärane

Kasutage paarikaupa
suurepärane

hea

Tagab suurema (ühesuunalise) aksiaalse kandevõime kui C- või X-tüüpi laagrid:

  • Välisrõngas on tavaliselt puuritud, et vähendada võidusõidutee ühte õla, ning välimine rõngas paigaldatakse mugavuse huvides sisemise rõnga, kuulide ja puuri kohale (kahe rõnga temperatuuride erinevuse abil).

  • A-tüüpi nurkkontakt õhukese ristlõikega laager on mittelahutatav laager, mis suudab taluda suuremaid radiaalkoormusi ja samaaegselt taluda suurel hulgal aksiaalset koormust ühes suunas.

  • Telgkoormuste kandmisel on A-tüüpi nurkkontaktsete õhukese laagrite sisemise ja välimise rõnga pinnad ligikaudu ühetasased, mis vähendab eelkoormuse reguleerimist.

  • A-tüüpi nurkkontaktsed õhukese ristlõikega laagrid paigaldatakse tavaliselt teise sama tüüpi laagri vastas, nii et kontaktnurga loomiseks ja säilitamiseks eksisteerivad aksiaalsed koormused ning vastuvõetavad aksiaalsed koormused minimaalse aksiaalse liikumisega.

Tüüp C – õhukese lõiguga radiaalsed kuullaagrid

C-tüüpi radiaalkontaktiga õhukese ristlõikega kuullaagritel on sügava soonega kuullaagrid, mille sooned taluvad suuri koormusi ja on eelistatud lahendus radiaalkoormusega rakendustes. Nagu arvata võis, saavad C-tüüpi õhukese sektsiooni laagrid taluda ka mõõdukaid telgkoormusi, vastupidiseid aksiaalseid koormusi ja momentkoormusi.

  • Mõlemal C-tüüpi radiaalkontaktiga õhukese ristlõikega kuullaagritel on eriti sügavad kuulsooned (soonte sügavus = 25% kuuli läbimõõdust).

  • Sisemisel rõngal on välisrõnga sees ekstsentriline nihe, umbes pool kuuli kaugusest.

  • Rõngad on paigutatud kontsentriliselt ja puur/eraldaja eraldab pallid ühtlaselt kogu ümbermõõdu ulatuses.

  • C-tüüpi radiaalkontaktiga kuullaagrid töötavad kõige paremini, kui kuuli ja rõnga vahel on väike lõtk (radiaalne kliirens, mida saab töötingimuste täitmiseks suurendada või vähendada).

TÜÜP C Õhukese sektsiooni laager KOORMUSE SEISUKORD

Radiaalne

Aksiaalne

hetk

Tagurdamine
Aksiaalne

Kombineeritud
Radiaalne
tõukejõud

suurepärane

hea

hea
Valgus kuni
mõõduka
saadetised

hea
Valgus kuni
mõõduka
saadetised

hea

C-tüüpi radiaalkontaktiga kuullaagrid on konstrueeritud nii, et kuul ja rõngas puutuvad kokku kuuli kesktasandiga, kui rakendatakse ainult radiaalseid koormusi. Kuigi C-tüüpi laagrid on mõeldud peamiselt radiaalkoormuse rakendusteks, ei ole neil täidetud sooni ja need suudavad taluda mõningaid aksiaalseid koormusi mõlemas suunas. Võime taluda aksiaalseid koormusi sõltub sellest, kui suur on laagri kliirens pärast paigaldamist. Suurendades radiaalset kliirensit üle standardväärtuse, võib C-tüüpi laagritel olla aksiaalkoormuse all suurem kontaktnurk, mille tulemuseks on suurem aksiaalne kandevõime. Sel juhul on soovitatav reguleerida laagrit teise sarnase konstruktsiooniga laagri vastu, et vähendada aksiaalset liikumist vastupidise telgkoormuse korral. Sel viisil kasutatuna on laagrid pigem nurkkontaktkuullaagrid kui radiaalkontaktsed kuullaagrid.

X tüüp - neljapunktikontaktiga õhukese sektsiooni laager

Erinevalt A- ja C-tüüpi õhukese sektsiooni laagritest on X-tüüpi neljapunktilise kontaktiga õhukese sektsiooni laagrid valmistatud gooti stiilis võlvidega, mis loovad laagris olevate kuulide ja jooksuteede vahel neli kokkupuutepunkti. See konstruktsioon muudab neljapunktikontaktiga õhukese sektsiooni laagrid parimaks valikuks rakenduste jaoks, mis nõuavad väikeses pakendis piisavat pöördemomenti või vastupidist aksiaalset koormust. Kuid X-tüüpi neljapunktikontaktiga õhukese sektsiooni laagritel on väiksem võime kanda laia valikut radiaalseid koormusi kui X tüüpi õhukese profiillaagritel. X-tüüpi neljapunktikontaktiga õhukese profiiliga laagreid ei soovitata C- või A-tüüpi õhukese profiillaagrite asendamiseks keskkonnas, mis on ette nähtud puhtalt radiaalkoormusele. Tuleb märkida, et X-tüüpi neljapunktikontaktsete õhukese ristlõikega laagrite kiirus (rpm) on eriti murettekitav, kui seda kombineeritakse radiaalkoormusega, kui neid rakendatakse aksiaalsete või momentkoormustega.

TÜÜP X KOORMUS

Radiaalne

Aksiaalne

hetk

Tagurdamine
Aksiaalne

Kombineeritud
Radiaalne
tõukejõud

vaene

hea

suurepärane

suurepärane

vaene

X-tüüpi laagrid erinevad A- ja C-tüüpi laagritest oma rööbastee soonte geomeetria poolest:

Tüüp C: Raadiuste keskpunktid asuvad kuuli kesktasandil.
Type: ümbris ja kuul on nurkkontaktis ning soone raadiuse keskpunkt on kuuli kesktasapinna mõlemal küljel võrdsel määral nihutatud.
X-tüüpi: Iga rõnga soontel on kaks raadiust, mille keskpunktid on kuuli kesktasandist nihutatud.

X-tüüpi laagrite soone sügavus on sama, mis A- ja C-tüüpi laagrites (25% kuuli läbimõõdust).)
"Gooti kaare" eripärad on järgmised:

  • Võimaldab ühel X-tüüpi laagril taluda samaaegselt kolme tüüpi koormusi (radiaal-, aksiaal- ja momentkoormusi) (samas kui standardmõõdus laagrid on tavaliselt ette nähtud ainult radiaal- ja aksiaalkoormuse kandmiseks).

  • See muudab selle ideaalseks laagriks paljude rakenduste jaoks, kuna üks neljapunktiline kontaktkuullaager võib sageli asendada kahte laagrit, näiteks kahte A-raami laagrit, mis on paigutatud vastamisi, pakkudes seega lihtsustatud disaini.

  • Siserõngale paremalt vasakule rakendatav aksiaalne koormus kandub siserõngalt punktis B kuulile.

  • Seejärel kantakse koormus läbi kuuli punkti D, kus see kantakse üle välisrõngale ja tugikonstruktsioonile.

  • Toimejoon BD moodustab laagri radiaalse keskjoonega nominaalse 30° kontaktnurga (α).

  • Kuuli ja jooksuraja elastse deformatsiooni tõttu piki koormuse ülekandejoont vabaneb palli koormus punktides A ja C, võimaldades sujuvat pöörlemist ümber BD joonega risti oleva telje.

  • Kui sisemisele rõngale rakendatakse aksiaalset koormust vasakult paremale, toimub samasugune koormuse ülekanne punktide C ja punkti A vahel.

Nagu C-tüüpi laagritel, on X-tüüpi laagritel tavaliselt radiaalne kliirens. X tüüpi laagrite nimikontaktnurk ja aksiaalne kandevõime ei sõltu aga kliirensist. Kui aksiaal- või momentkoormus on märkimisväärne, tuleks vahe minimeerida, et vältida kontaktnurga liiga suurt suurust. Peaasi on märkida, et X-laagrit on soovitatav kasutada eraldi. Kahte X-laagrit ei ole soovitatav kasutada ühisel võllil, kuna see võib põhjustada lubamatuid hõõrdemomente.

Koormused õhukese lõigu laagritele

Laagrid toetavad võlli või korpuseid, võimaldades neil koormuse all vabalt liikuda. Eespool analüüsisime mitmesuguseid õhukese ristlõikega laagreid, mis taluvad radiaalset, aksiaalset ja momentkoormust. Õhukese ristlõikega laagritele saab koormata ühes kahest kardinaalsest suunast, kus saadud momentkoormuse (M) saab arvutada järgmiselt:

M = Fa Sa + Fr Sr

M

=

hetkekoormus [N·m]

Fa

=

aksiaalkoormus [kN]

Sa

=

nihke kaugus laagri teljest [m]

Fr

=

radiaalkoormus [kN]

Sr

=

nihke kaugus radiaaltasandist [m]

Aksiaalsed koormused (Fa) on paralleelsed võlliga (laagri pöörlemistelg), radiaalkoormused (F r ) aga pöörlemistelje suhtes täisnurga all. Kui need koormused kalduvad kõrvale laagri teljest (kaugus Sa) või radiaaltasandist (kaugus Sr< /span>), tekib lõplik momentkoormus (M). Arvutitarkvara kasutamine on muutnud laagrite eluea määramise meetodi keerukamaks ja täpsemaks kui varasemad käsitsi tehtud arvutused. Tegelik koormus rakendatakse laagrile ja sellest tulenev koormus igale kuulile selles laagris määratakse. Selle arvutuse põhjal saab määrata staatilise ohutusteguri ja põhilise arvestusliku eluea L10.

Põhiline radiaalkoormus

  • Mida suurem on laagri kliirens, seda vähem on koormuse kandmiseks kuule, mille tulemuseks on lühem dünaamiline eluiga.

  • Suur laagri eelkoormus võib laagrit enne koormuse rakendamist üle koormata.

Peamised aksiaalsed koormused ja momentkoormused

  • Suurem vahe võimaldab suuremat kontaktnurka kui palli ja võistlusraja ja seega paremini kohaneda rakendatava koormusega.

  • Kuid palli ja võidusõiduraja kokkupuute elliptiline ala võib võistlusraja serva kohal olla kärbitud, põhjustades muid probleeme.

  • Suurem eelkoormus võib laagrit enne koormuse rakendamist uuesti üle koormata.

Staatilise ohutusteguri või dünaamilise eluea arvutamiseks on vaja arvutitarkvara abi, et määrata individuaalsed kuulikoormused kogu laagri ulatuses – kasutades Reali-Design ( Reali-Slim tolli laagrid) või Reali-Design MM (for Reali-Slim meetrilised laagrid) tarkvara. Kui need on arvutatud, kasutatakse maksimaalse pingetaseme ja seega ka staatilise ohutusteguri määramiseks maksimaalset koormussfääri. Kõiki kuulikoormusi kasutatakse kaalutud analüüsis, et määrata kindlaks põhiline kasutusiga L10.

Õhukese profiiliga laagrite kiiruse piiramine

Üldiselt sõltub maksimaalse ohutu töökiiruse määramine suuresti varasemast kogemusest. Laagrite pöörlemiskiirust piiravad tegurid on väga keerulised, sealhulgas:

laagri läbimõõt
laagri läbimõõdu ja ristlõike suhe
laagri tüüp ja sisemine konfiguratsioon
Raja soone raadiuse ja kuuli läbimõõdu suhe
Laagrite sisemine radiaalne kliirens või eelkoormus
Töökontaktnurk
 laagri täpsus (läbilaskmine)
Puuri puuri/separaatori materjalid ja disain
Paigaldamise täpsus (ümarus, tasasus koormuse all)
Määrimine
Ümbritseva temperatuuri ja soojuse hajumise meetmed
Hülged
 Laadige

õhukese lõigu laager

Kui täpseid kiiruspiiranguid pole võimalik seada, siis praktilised rakendused ja AUB katselabori kogemus annavad aluse üldiste piirangute seadmiseks. Eeldage, et laagrid on õigesti paigaldatud ja neil on piisav soojuse hajumine. Need piirangud põhinevad 1 000 000 pöörde täistööeal. Suuremad kiirused on lubatud, kui lühem eluiga on vastuvõetav. Piirkiiruse (n) valemiga arvutatud piirkiirusele lähenevate või ületavate kiiruste puhul tuleb erilist tähelepanu pöörata määrimisele ja kuumusele:

Määre peaks olema spetsiaalselt ette nähtud suure kiirusega laagrite jaoks.
Ümbermäärimise sagedus peab olema piisav, et määrdeainet oleks alati piisavalt saadaval.
Kui kasutatakse õli, tuleks viskoosset takistust minimeerida, reguleerides taset, kasutades õlipihustit ja/või doseerides väikese koguse vedelikku või udu.
Õhu turbulentsi mõju suurtel kiirustel võib muuta õli viimise kriitilistele pindadele väga keeruliseks, mistõttu muutub määrimissüsteemi disain väga oluliseks.

Järgmisi arvutusi saab kasutada avatud tüüpi Reali-Slim tollise seeria õhukese profiiliga kuullaagrite puhul pidevatel kiirustel.
n = 1 000 fl Cf/d

Cf=arvutustegur (tabel 1)
d=ava läbimõõt [mm (sisse)] (tootetabel)
fl=vähendustegur (tabel 2)
n=kiiruse piiramine [r/min]
1700830618056
1700830679324

Kuidas valida oma rakenduse jaoks parim õhukese sektsiooni laager?

Konkreetse rakenduse jaoks vajalike koormuste tüüp ja suurus määrab, milline õhukese ristlõikega laager on kõige sobivam. Näiteks keskkondades, kus on aksiaalsed koormused ühes suunas, soovitab AUB kasutada spetsiaalseid A-tüüpi nurkkontaktiga kuullaagriid. See valik sobib ideaalselt ka radiaalsete või kombineeritud tõukejõu rakenduste jaoks. Siiski ei sobi see rakendustele, mis peavad toetama momentkoormust või vastupidist aksiaalset koormust.

Kui suuremad momendikoormused on kindlaks määratud, soovitab AUB kasutada X-mustriga või 4-punktilise kontakt-kuullaagri valikuid. Disain kasutab "gooti kaarega" võidusõidurada, et luua neli kontaktpunkti palli ja võidusõiduraja vahel. See muudab selle ideaalseks lahenduseks vastupidiseks aksiaalkoormuseks ja ideaalseks hetkekoormuse jaoks. Kuigi X-tüüpi laagreid võib kasutada ka muudes kergete koormuse tingimustes, ei ole C- või A-tüüpi laagrite asendamine puhtalt radiaalkoormusel alati soovitatav.

Standardreeglina soovitab AUB X-tüüpi laagrite määramisel aksiaal- või momentkoormuse ja radiaalkoormuse kombinatsioonide jaoks hoolikalt jälgida rakenduskiirust (RPM). AUB kogenud inseneride meeskond osutus selles osas väga toetavaks. Nad suudavad statistika ja uuringute põhjal pakkuda ja määrata piiravaid kiirusi ja kombineeritud koormusi. Samuti lisasid nad soovitusi kombineeritud radiaal-, aksiaal- või momentkoormusega radiaallaagrite kasutamise ning kiiruse ja separaatori valiku piiramise kohta.

Radiaalsed kontaktlaagrid, näiteks C-tüüpi laagrid, sobivad radiaalkoormuse jaoks. Seda seetõttu, et nende sügavad kuulsooned tagavad vastupidavuse, et taluda suuremaid koormusi. Kuigi seda konkreetset tüüpi laagrit kasutatakse rakendustes, mis kannavad peamiselt radiaalseid koormusi, soovitab Carter, et see suudab tõhusalt kanda ka vastupidiseid aksiaalseid koormusi, mõõdukaid aksiaalseid koormusi ja momentkoormusi.

1692277847C 98

Milliseid muid rakendusi on õhukese ristlõikega laagrite jaoks?

Õhukese ristlõikega laagrid on välja töötatud peamiselt rakenduste jaoks, kus ruumi on vähe, pakkudes hõõrdumiseta lahendusi liigendkomponentidele, nagu näiteks robot käed või muud liigesed, näiteks küünarnukid. Erinevat tüüpi õhukese ristlõikega laagreid kasutatakse laialdaselt erinevates asutustes, sealhulgas lennunduses, meditsiinilises pildistamises, robootikas, pooljuhtides, andmesalvestuses, tööpinkides, pakkimisseadmetes, pakkimisseadmetes, satelliidisüsteemides ning optilistes ja sihtimissüsteemides.

AUB on spetsialiseerunud lahendustele, mis puudutavad kõiki õhukese profiiliga laagriid. Meie hästi varustatud insenerimeeskond loob kohandatud laagrite disainilahendusi, võttes arvesse ruumi, koormust, täpsust ja töökindlust, ning valmistab need vastavalt teie rakenduse vajadustele. AUB pakub täppis-madala profiiliga laagreid suurusega 1 tolli (siseläbimõõt) kuni 40 tolli OD (välimine läbimõõt) suurtele pöördlaudadele, mida kasutatakse kommerts- ja tööstusrakendustes.