من را دنبال کنید:
بلبرینگ تماس زاویه ای برای ماشین ابزار CNC
در طول فرآیند طراحی و ساخت ماشین ابزار، انتخاب یاتاقان دوکی مناسب برای اطمینان از دقت ماشینکاری و بهبود عملکرد تجهیزات بسیار مهم است. یاتاقان های تماس زاویه ای به دلیل طراحی منحصر به فرد و ویژگی های عملکردی اغلب در سیستم اسپیندل ماشین ابزار استفاده می شوند. بلبرینگ های تماس زاویه ای دقیق به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند و عناصر نورد آنها توپ هستند. از آنجا که آنها تماس نقطه ای هستند (متفاوت از تماس خط رولبرینگ)، آنها می توانند سرعت بالاتر، تولید گرمای کمتر و دقت چرخش بالاتر را ارائه دهند.
در برخی از کاربردهای اسپیندل با سرعت فوق العاده بالا، بلبرینگ های هیبریدی با توپ های سرامیکی (به طور کلی Si3N4 یا Al2O3) نیز استفاده می شود. در مقایسه با توپ های فولادی سخت شده سنتی، مواد گلوله سرامیکی به خودی خود مزایای سفتی بالا، سرعت بالا، مقاومت در برابر دمای بالا و عمر طولانی را به بلبرینگ های سرامیکی می دهد، بنابراین تقاضای بالای مشتری برای محصولات یاتاقان ماشین ابزار را برآورده می کند. بلبرینگ های تماس زاویه ای سرعت حد بالایی دارند، می توانند بارهای شعاعی و بارهای محوری را همزمان تحمل کنند و همچنین می توانند بارهای محوری خالص را با صلبیت و ظرفیت تحمل بار بالا تحمل کنند. ظرفیت بار محوری آن با زاویه تماس تعیین می شود و با افزایش زاویه تماس افزایش می یابد.
زوایای تماس استاندارد 15 درجه (با پسوند C)، 25 درجه (با پسوند AC نشان داده می شود)، 40 درجه (با پسوند B نشان داده شده است) و 30 درجه (با پسوند A مشخص می شود). یک بلبرینگ تماس زاویه ای تک ردیفی فقط می تواند بارهای محوری یک طرفه را تحمل کند. هنگام تحمل بارهای شعاعی، باعث ایجاد نیروهای محوری اضافی می شود، بنابراین یاتاقان ها معمولاً به صورت جفت استفاده می شوند. ترکیب DB (پشت به پشت) و ترکیب DF (چهره به چهره) می توانند بارهای شعاعی و بارهای محوری دو طرفه را تحمل کنند. یاتاقان دارای ظرفیت بار زیاد، استحکام قوی، چرخش پایدار، سرعت محدود کننده بالا و پیش تداخل ترخیص قابل تنظیم است، بنابراین به ویژه برای ماشین ابزار دقیق با سرعت بالا مناسب است.
بلبرینگ تماس زاویه ای دو ردیفه
بلبرینگ تماس زاویه ای دو ردیفه اساساً بلبرینگ های تک ردیفی هستند که پشت به پشت یا رو به رو هستند و حلقه بیرونی یا حلقه داخلی یکپارچه شده است. در مقایسه با بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای تک ردیفی، استحکام بهتری دارند و می‌توانند بارهای محوری دو طرفه را تحمل کنند. در همان زمان، آنها همچنین می توانند یک لحظه اوج خاص را تحمل کنند. اثر استفاده آنها شبیه به دو بلبرینگ تماس زاویه ای تک ردیفی است که پشت به پشت پیکربندی شده اند.
بلبرینگ چهار نقطه ای تماسی
بلبرینگ تماسی چهار نقطه ای نوعی یاتاقان قابل جدا شدن یا یک بلبرینگ تماسی زاویه ای است که می تواند بارهای محوری دو طرفه را تحمل کند. هنگامی که بار یا بار شعاعی خالص وجود ندارد، توپ فولادی و فرول در تماس چهار نقطه ای هستند که منشأ نامگذاری است. هنگامی که فقط یک بار محوری خالص وجود دارد، توپ فولادی و فرول تماس دو نقطه ای پیدا می کنند و می توانند بارهای محوری دو طرفه را تحمل کنند. بلبرینگ های تماس چهار نقطه ای همچنین می توانند بارهای لحظه ای را تحمل کنند و عملکرد بلبرینگ های تماس زاویه ای تک ردیفی و یاتاقان های توپی تماس زاویه ای دو ردیفه را دارند. بلبرینگ های چهار نقطه ای معمولاً برای مواردی مناسب هستند که در آن تماس دو نقطه ای تحت بارهای محوری خالص یا بارهای ترکیبی با بارهای محوری بزرگ وجود دارد. بلبرینگ های چهار نقطه ای دارای سرعت محدود بالایی هستند و همچنین برای مواردی که عملیات با سرعت بالا مورد نیاز است مناسب هستند. زاویه تماس بلبرینگ های چهار نقطه ای 35 درجه یا 45 درجه است.
نمرات بلبرینگ تماس زاویه ای
بلبرینگ ها اجزای اصلی دوک های ماشین ابزار و میزهای چرخشی هستند و نقش حیاتی در عملکرد ماشین ابزار بازی می کنند. به منظور حفظ ظرفیت پردازش ماشین ابزار، باید از بلبرینگ های با کارایی بالا استفاده کرد. دقت یاتاقان های مورد استفاده در دوک ماشین ابزار باید ISOP5 یا بالاتر باشد (P5 یا P4 دقت ISO است، معمولاً از پایین به بالا (P0, P6, P5, P4, P2) و برای پشتیبانی از دوک از بالا -ماشین آلات با سرعت و دقت بالا مانند ماشین آلات CNC و مراکز ماشینکاری، ISOP4 یا بالاتر از دقت باید انتخاب شود. بلبرینگ اسپیندل شامل بلبرینگ های تماسی زاویه ای، رولبرینگ های مخروطی و غلتک های استوانه ای است.
مزایای یاتاقان های تماس زاویه ای
عملکرد آنها مستقیماً بر دقت پردازش و ثبات تجهیزات تأثیر می گذارد. بلبرینگ های تماس زاویه ای دارای ویژگی های زیر هستند:
سختی بالا: طراحی زاویه تماس یاتاقان‌های تماس زاویه‌ای باعث می‌شود که سفتی بالایی داشته باشند که می‌تواند به طور موثری لرزش و تغییر شکل اسپیندل را کاهش دهد.
با دقت بالا: دقت ساخت بلبرینگ های تماس زاویه ای بالا است که می تواند پایداری و دقت اسپیندل را در حین کار تضمین کند.
ظرفیت بار بالا: بلبرینگ های تماس زاویه ای می توانند بارهای شعاعی و محوری بزرگ را تحمل کنند و برای موارد پردازش با بار بالا مناسب هستند.
زندگی طولانی: بلبرینگ های تماس زاویه ای عملکرد روانکاری و آب بندی خوبی دارند که می تواند سایش را کاهش داده و عمر مفید را افزایش دهد.
انتخاب بلبرینگ تماس زاویه ای
دوک ماشین ابزار قلب کل ماشین ابزار است. این بخش کلیدی برای دستیابی به دقت پردازش قطعه کار است و به طور مستقیم بر عملکرد ماشین ابزار تأثیر می گذارد. روش‌های تولید پرسرعت و کارآمد امروزی، الزامات بالاتری را در مورد سرعت، دقت، ظرفیت بار و نویز در حال اجرا دوک ارائه کرده‌اند. بنابراین، طراحان و سازندگان دوک با چالش های بزرگی روبرو هستند و تجزیه و تحلیل صحیح انتخاب بلبرینگ می تواند به سازندگان اسپیندل کمک کند تا با چالش های فوق کنار بیایند. انواع مختلف یاتاقان ها محیط های کاربردی قابل اجرا خود را دارند، بنابراین تدوین یک قانون انتخاب جهانی دشوار است. برای انتخاب بلبرینگ های دقیق، لازم است به طور جامع عوامل زیر را در نظر بگیرید: دقت، صلبیت، سرعت و بار و غیره. با توجه به الزامات کاربردی خاص، تعیین کنید که کدام عامل مهم است و سپس انتخاب های هدفمند انجام دهید. هنگام انتخاب بلبرینگ های تماس زاویه ای، عوامل زیر باید در نظر گرفته شوند:
نوع بار: نوع یاتاقان تماس زاویه ای مناسب را با توجه به نوع بار (بار شعاعی، بار محوری یا بار ترکیبی) تحمل شده توسط اسپیندل انتخاب کنید.
زاویه تماس: اندازه زاویه تماس بر ظرفیت باربری و استحکام یاتاقان تأثیر می گذارد. انتخاب زاویه تماس مناسب با توجه به الزامات کاربردی خاص ضروری است.
اندازه و دقت: اندازه و درجه دقت بلبرینگ باید با الزامات طراحی اسپیندل ماشین ابزار مطابقت داشته باشد.
روغن کاری و آب بندی: یک سیستم روانکاری و آب بندی خوب می تواند طول عمر و قابلیت اطمینان بلبرینگ را بهبود بخشد.
نصب و نگهداری یاتاقان های تماس زاویه ای
انتخاب یاتاقان های تماس زاویه ای نیز به الزامات کاربردی خاص و طراحی ماشین ابزار بستگی دارد. از طریق انتخاب معقول و نگهداری یاتاقان های تماس زاویه ای، دقت پردازش و پایداری ماشین ابزار را می توان به طور قابل توجهی بهبود بخشید و عمر مفید ماشین آلات را افزایش داد.
نصب و راه اندازی: نصب یاتاقان های تماس زاویه ای باید کاملاً مطابق با مشخصات فنی انجام شود تا از موقعیت دقیق بلبرینگ اطمینان حاصل شود و از آسیب های ناشی از نصب نادرست جلوگیری شود.
روغنکاری: سیستم روانکاری بلبرینگ را به طور منظم بررسی و نگهداری کنید تا مطمئن شوید که بلبرینگ در شرایط روانکاری خوب کار می کند.
بازرسی: به طور مرتب وضعیت عملکرد بلبرینگ ها را بررسی کنید و به سرعت مشکلات احتمالی مانند سایش، شلی و غیره را کشف کنید و با آنها مقابله کنید.
سازندگان بلبرینگ تماس زاویه ای
بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای دقیق AUBEARING به طور کلی با هم مطابقت دارند و می‌توانند با یاتاقان‌هایی با همان نوع و اندازه برندهای دیگر به صورت گروهی تعویض شوند. در عین حال، AUBEARING انحراف پیش بار محوری هر ردیف از یاتاقان ها را در محدوده کمتری برای دستیابی به نیروی پیش بارگذاری دقیق و استحکام کنترل می کند.
بلبرینگ تماس زاویه ای 15 درجه می تواند بار شعاعی و بار محوری خاصی را تحمل کند. دو نوع سازه وجود دارد: یک ردیف و دو ردیف. ردیف تک دارای اندازه های مختلف با قطر اسمی از 40 میلی متر تا 650 میلی متر است. ردیف دوتایی دارای اندازه های مختلف با قطر اسمی از 100 میلی متر تا 400 میلی متر است. این نوع بلبرینگ معمولاً از یک جفت یاتاقان تشکیل شده است که پشت به پشت، رو در رو یا به صورت سری چیده شده اند. فاصله محوری باید بین 2 تا 4 میکرومتر باشد. این نوع بلبرینگ عموماً فقط می تواند نیروی محوری را در یک جهت تحمل کند.
بلبرینگ تماس زاویه ای 25 درجه دارای زاویه تماس بیشتر از 15 درجه است، بنابراین می تواند نیروهای محوری را در هر دو جهت تحمل کند. ساختار این نوع بلبرینگ به صورت تک ردیفه و دو ردیفه نیز موجود است و محدوده اندازه آن همانند بلبرینگ های تماس زاویه ای 15 درجه است. فاصله محوری چنین یاتاقانی باید بین 3 تا 6 میکرومتر باشد.
بلبرینگ تماس زاویه ای 40 درجه زاویه تماس بیشتری دارد و می تواند نیروهای محوری را در سه جهت تحمل کند. ساختار این نوع بلبرینگ نیز دارای دو نوع تک ردیفه و دو ردیفه می باشد و محدوده سایز آن همانند دو بلبرینگ اول می باشد. فاصله محوری چنین یاتاقانی باید بین 5 تا 10 میکرومتر باشد.
سری استاندارد یاتاقان های دوکی
این سری به گریدهای P4 و P4S تقسیم می شود. حلقه های داخلی و خارجی و عناصر نورد معمولاً از فولاد 52100 کاملاً سخت شده ساخته شده اند. تحت شرایط خاص، سرعت روانکاری گریس می تواند به 650,000 DN و سرعت روغن کاری روغن به 1,000,000 DN برسد. در مقایسه با سری های پرسرعت، قطر عنصر نورد سری استاندارد بزرگتر است و پیش بارگذاری بیشتر است. برای مواردی با بارهای برش زیاد و الزامات بالا برای استحکام دینامیکی سیستم مناسب است.
علاوه بر این، گریس شرط مهمی است که در انتخاب باید در نظر گرفته شود. گریس بیش از حد به طور جدی بر اتلاف گرمای یاتاقان تأثیر می گذارد و دمای کار به شدت افزایش می یابد که باعث می شود عمر گریس به سرعت کاهش یابد و عمر بلبرینگ را کوتاه کند. گریس خیلی کم، یک لایه روغن روان کننده خاص برای جدا کردن حلقه شفت و عنصر نورد تشکیل نمی دهد. اصطکاک بین آنها باعث افزایش دما می شود که بر عمر بلبرینگ نیز تأثیر می گذارد. برای سرعت های مختلف، مقدار توصیه شده گریس نیز متفاوت است. هنگامی که سرعت کمتر از 500,000 DN است، مقدار گریس اضافه شده باید 25٪ - 40٪ فضای آزاد داخل بلبرینگ باشد. هنگامی که سرعت بالاتر از 500,000 DN است، مقدار گریس اضافه شده باید 15٪ - 20٪ فضای آزاد داخل بلبرینگ باشد. لازم به ذکر است که دو نوع قفس در سری استاندارد وجود دارد: قفس های نایلونی که توسط عناصر نورد هدایت می شوند و قفس های باکلیت که توسط حلقه های بیرونی هدایت می شوند. فضای آزاد داخلی دو نوع بلبرینگ متفاوت است و هنگام محاسبه مقدار گریس اضافه شده باید آنها را از هم تشخیص داد.
بلبرینگ اسپیندل در سری توپ سرامیکی
این سری از درجه P4S است، حلقه های داخلی و خارجی معمولاً فولاد 52100 کاملاً سخت شده و عناصر نورد از مواد سرامیکی هستند. تحت شرایط خاص، سرعت روانکاری گریس می تواند به 750,000 DN برسد و روغن کاری روغن می تواند به 1,500,000 DN برسد. ظرفیت بار شعاعی و محوری دینامیکی معادل سری استاندارد است، اما صلبیت 50٪ افزایش می یابد. وزن سرامیک 60٪ سبکتر از فولاد است که نیروی گریز از مرکز عنصر نورد را کاهش می دهد و در نتیجه پدیده لغزش و چرخش را کاهش می دهد و گرمای تولید شده بین المنت نورد و مسیر مسابقه نیز به همین ترتیب کاهش می یابد و یاتاقان را گسترش می دهد. زندگی؛ در عین حال، ضریب انبساط حرارتی توپ سرامیکی کم است و هنگامی که دما در حین کار با سرعت بالا افزایش می‌یابد، نیروی پیش بارگذاری کمتر از توپ فولادی سری استاندارد است و تولید گرما کمتر است. پس از مقایسه، سرعت سری توپ سرامیکی حدود 1.5 برابر سری استاندارد است و عمر عملیاتی نظری می تواند 3-5 برابر باشد. هنگامی که سرعت بالا، ظرفیت بار بالا و استحکام بالا باید به طور همزمان برآورده شود، سری توپ سرامیکی باید در نظر گرفته شود و مقدار گریس باید در 15٪ - 20٪ از فضای آزاد داخل یاتاقان کنترل شود.
یاتاقان دوکی سری با سرعت بالا
این سری از گرید P4S می باشد، رینگ های داخلی و خارجی عموماً فولادی 52100 کاملاً سخت شده است و المان های نورد را می توان از بین مواد فولادی یا سرامیکی کاملاً سخت شده 52100 انتخاب کرد و در دو نوع باز و بدون تماس دو طرفه وجود دارد. تحت شرایط خاص، سرعت روانکاری گریس می تواند به 850,000 DN-1,000,000 DN برسد و روغن کاری روغن می تواند به 1,700,000 DN-2,000,000 DN برسد.
سری پرسرعت معمولاً در مراکز ماشینکاری CNC با سرعت بالا و ماشین های فرز با سرعت بالا استفاده می شود زیرا می تواند الزامات تولید گرمای کم، دمای عملیاتی پایین و استحکام بالا را برآورده کند. مزایای اصلی این سری عبارتند از: ابتدا قطر المنت نورد کاهش و تعداد آن افزایش می یابد. شکل راهرو به طور دقیق طراحی شده، سطح تماس بین عنصر نورد و راهرو را کاهش می دهد و تولید گرمای اصطکاکی را کاهش می دهد.
دوم، نیروی گریز از مرکز بر روی عنصر نورد کوچک در طول عملیات با سرعت بالا کاهش می یابد، پدیده لغزش و چرخش ضعیف می شود و تولید گرما در ناحیه تماس کاهش می یابد.
سوم، هر دو حلقه داخلی و خارجی دارای شانه های بالا و پایین هستند، که یک کانال باز برای روان کننده فراهم می کند، که می تواند به سرعت گرمای تولید شده در حین کار را از بین ببرد.
چهارم، اثر برشی روان کننده بر روی عنصر نورد کاهش می یابد و تولید گرما کاهش می یابد. هنگامی که سرعت مورد نیاز بیشتر است، می‌توانید سری توپ‌های سرامیکی پرسرعت با سرعت محدود و استحکام دینامیکی بالاتر را انتخاب کنید تا تولید گرما در حین کار را کاهش دهید و در نتیجه دمای عملیاتی پایین‌تری را به دست آورید.
نتیجه
بلبرینگ های تماس زاویه ای برای تجهیزات مکانیکی با دقت بالا مانند ماشین ابزار CNC به دلیل توانایی آنها در تحمل بارهای شعاعی و محوری و عملکرد خوب آنها در سرعت های بالا ایده آل هستند. انتخاب و نصب صحیح برای اطمینان از عملکرد پایدار طولانی مدت تجهیزات ضروری است.