Suunnittelu ja tekniikka

Aubearingin ytimessä on kykymme työskennellä asiakkaiden kanssa ainutlaatuisten mallien ja sovellusten saavuttamiseksi sekä tarjota innovatiivisia ja kustannustehokkaita ratkaisuja. Vuosien sovellusosaamisen ja tarkkuusinstrumentoinnin pohjalta suunnitteluhenkilöstöllämme on vuosikymmenten käytännön kokemus sadoista eri sovelluksista ja toimialoilta, mukaan lukien lääketiede , robotiikka , kaivoslaitteet , maatalouskoneet , autoteollisuus , moottoripyörät , polkupyörät , konepajakoneet, maanrakennuskoneet, metsätalous, pakkaus, vedenkäsittelylaitteet , painokoneet ja niin edelleen. Tämän ansiosta he voivat räätälöidä optimaalisen laakerisuunnittelun ja -ratkaisut tiettyihin sovelluksiin.

Yhdessä voimme valmistaa parhaan laakerin vaativiin vaatimuksiisi, usein toleransseilla, jotka mitataan tuuman miljoonasosissa. Kutsumme sinut vierailemaan tiloissamme ja toivotamme tervetulleeksi mahdollisuuden vierailla tiloissasi pyrkiäksemme tarjoamaan ratkaisuja kaikkiin tarpeisiisi.

Aubearingin oma teknologialaboratorio

Tekninen laboratoriomme on varustettu edistyneillä tarkkuusinstrumenteilla ja kehittyneillä arviointiohjelmistoilla (ei rajoitettu käyttöön, mukaan lukien Solid Works, AutoCAD), jotka voivat arvioida laakerisovelluksia nopeasti ja tehokkaasti. Ainutlaatuinen "Aubearing Analysis System" arvioi laakereita useista näkökulmista. Suunnitteluinsinöörimme optimoivat kilparadan profiilit huolellisesti maksimoidakseen kuormituksen, nopeusrajoitukset ja väsymisiän. Erityistä huomiota on kiinnitetty "Design for Manufacture" -periaatteeseen, jotta varmistetaan optimaalinen jäännösjännitys ylivoimaisen suorituskyvyn saavuttamiseksi. Samaan aikaan monet sovellukset ovat pölyisissä ja saastuneissa olosuhteissa, joten laakerien tiivisteiden katsotaan myös estävän kontaminaatiota.

Säästä valmistuskustannuksia

Noin 70 % laakereiden valmistuskustannuksista (materiaalikustannukset, työkalukustannukset ja kokoonpanokustannukset) määräytyvät suunnittelupäätöksillä, kun taas loput 30 % kustannuksista ovat tuotantopäätöksiä, kuten prosessisuunnittelua tai työstökoneiden valintaa. Tavoitteenamme on optimoida räätälöidyt laakerit kustannustehokkaaksi tuotannossa, kokoonpanossa ja kunnossapidossa säilyttäen samalla korkean laadun. Aubearing voi suositella laakerin kokoa, vierintäelementtejä, kovuutta, vaihdekokoonpanoa jne., ja valmistaa laakerikokoja, jotka vaihtelevat 200 mm:n sisähalkaisijalta 6,000 XNUMX mm:n ulkohalkaisijaan vastaamaan kuormitusta, kokoa, pyörimistä ja elinkaarivaatimuksiasi.

Laakeritermit ja laskelmat jokaisen suunnittelijan tulisi tietää

Laakerit löytyvät lähes jokaisesta pyörivästä kokoonpanosta laitteissa ja voimansiirtosovelluksissa. Ne tuottavat tasaista pyörimisliikettä ja vähentävät kitkaa ja kulumista. Oikein mitoitettuna ja käytettynä useimmat laakerit toimivat monta vuotta ilman vaihtoa.

Pyörivä laakeri on laaja käsite, joka sisältää liukulaakerit, hydrostaattiset ja hydrodynaamiset laakerit, magneettilaakerit ja vierintälaakerit. Vierintälaakerit voidaan jakaa edelleen vierintäelementin tyypin mukaan - kuula-, rulla- ja neularulla. Jokaisen mekaanisen suunnittelijan, joka käyttää kuula- tai rullalaakereita kokoonpanossaan, tulee tuntea laakereiden käyttöikää ja kuormitusta koskevat laskelmat. Näiden peruskaavojen tuntemus auttaa varmistamaan kestävän rakenteen, joka on optimoitu pitkää käyttöikää varten.

Laakeri elämä

Laakerin käyttöikä (L) määritellään tuntien lukumääräksi, jonka laakeri voi käydä tietyllä vakionopeudella ennen kuin se näyttää ensimmäiset väsymisen merkit joko laakerirenkaan tai minkä tahansa vierintäelementin materiaalissa.

Laakerin kestoikä (L10) on käyttöikä tunteina tietyllä vakionopeudella, jonka 90 % näennäisesti identtisten laakereiden ryhmästä täyttää tai ylittää. Nimelliskäyttöikä tarkoittaa myös yhden laakerin käyttöikää, johon liittyy 90 %:n luotettavuus. Vakionopeudella toimivien laakereiden nimellisikä voidaan ilmaista myös tunteina, ja siitä käytetään nimitystä L10h. Käyttöiän mittayksiköt ovat miljoonia kierroksia (106 kierrosta).

Laakereiden kuormitusarvot

Laakerin kuormitus ilmaistaan eri termeillä, joista jokaisella on yksilöllinen määritelmä. Staattiset kuormat viittaavat pyörimättömään laakeriin kohdistuviin kuormiuksiin.

Peruskuormitusluokitus (CB) on laskettu vakiokuorma säteittäis- ja kulmakosketuslaakereille. Se on kuorma, jonka ryhmä näennäisesti identtisiä laakereita voi kestää yhden miljoonan sisärenkaan kierroksen, kun ulkorengas pidetään paikallaan. Peruskuormituksen yksiköt ovat punta (lb) tai newton (N).

Staattinen peruskuormitus (Co) on pyörimättömään laakeriin kohdistuva säteittäinen kuormitus, joka vastaa laskettua kosketusjännitystä vierintäelementin ja juoksuradan voimakkaimmin kuormitetussa kosketuspisteessä, joka aiheuttaa vierintäelementin ja kulkuradan pysyvän kokonaismuodonmuutoksen. 0.0001 vierintäelementin halkaisijasta. Staattisen peruskuormituksen yksiköt ovat paunaa (lb) tai newtonia (N).

Staattinen ekvivalenttikuorma (Po) on laskettu staattinen, säteittäinen kuorma. Se määritellään kuormitukseksi, joka aiheuttaisi saman pysyvän kokonaismuodonmuutoksen voimakkaimmin kuormitetussa vierintäelementissä ja kulkuradan kosketuksessa kuin se, joka esiintyy todellisessa kuormitustilassa. Staattisen vastaavan kuormituksen yksiköt ovat punta (lb) tai newton (N).

Dynaaminen peruskuormitus (C) on laskettu vakio säteittäinen kuormitus, jonka ryhmä näennäisesti identtisiä laakereita kiinteällä ulkorenkaalla voi tilastollisesti kestää miljoonan sisärenkaan kierroksen. Dynaamisen peruskuormituksen yksiköt ovat paunaa (lb) tai newtonia (N).

Dynaaminen ekvivalenttikuorma (P) on yksi tekijöistä, joita käytetään laakereiden käyttöikäyhtälöissä. Se on vakio, hypoteettinen säteittäinen kuorma, jolla on sama vaikutus laakerin käyttöikään kuin todellisessa kuormitustilanteessa. Dynaamisen vastaavan kuormituksen yksiköt ovat punta (lb) tai newton (N).

laskelmat

Laakerin käyttöikä (L10) voidaan laskea seuraavalla kaavalla. Tarvittavat muuttujat ovat dynaaminen peruskuormitus (C) ja laakerin dynaaminen ekvivalenttikuorma (P).

L ₁₀ = (C/P) ³

L ₁₀ = nimelliskäyttöikä (10⁻¹ ^kierrosta minuutissa); C = dynaaminen peruskuormitusluokitus (lb tai N); P = dynaaminen ekvivalenttikuorma (lb tai N)

Kierrosten muuntaminen tunteiksi jakamalla nopeudella (rpm).

L _{10 tuntia} = (C/P) ³ x [(10 ⁶ kierrosta minuutissa) / (N kierrosta minuutissa x 60 min/h)] = 16667/N x (C/P) ³

N = nopeus (rpm)

1. P = VF _r

2. P = XVF _r + YF _a

P = dynaaminen ekvivalenttikuorma; V = kiertokerroin; X = säteittäinen tekijä; Y = työntövoimatekijä; Fr = säteittäinen kuorma; Fa = aksiaalinen kuorma

Kun laakerin ulkohalkaisija (OD) on 0.625 tuumaa tai pienempi, voidaan käyttää seuraavia arvoja: X = 0.56, Y = 2.10 ja e = 0.16. Katso laakerit, joiden halkaisija on suurempi kuin 0.625, alla olevasta taulukosta. Kerroin "e", joka näkyy alla olevan taulukon viimeisessä sarakkeessa, edustaa Fa/VFr-suhdetta. Jos Fa/VFr < e, käytetään kaavaa (1); jos Fa/VFr > e, käytetään kaavaa (2).

Vaikka nämä kaavat tarjoavat hyvän lähtökohdan, myös muut tekijät voivat vaikuttaa tehokkaaseen laakerin käyttöikään ja kuormitusarvoihin.

Joissakin sovelluksissa kuormat ja nopeus voivat vaihdella käytön aikana. Tämä voidaan ottaa huomioon laakerin kuormituslaskelmissa, jos kuormituksen ja nopeuden vaihtelut ovat tunnettuja muuttujia.
Voitelu on toinen tekijä, joka voi vaikuttaa merkittävästi laakerin käyttöikään. Tiivistetyissä laakereissa voiteluaineen käyttöikä määrittää usein laakerin käyttöiän.
Myös ympäristöolosuhteet ja saastuminen voivat vaikuttaa haitallisesti laakerien käyttöikään.
Laakerin materiaali voi myös vaikuttaa suorituskykyyn. Esimerkiksi 440C ruostumattoman teräksen kuormitusarvoja tulisi vähentää noin 20 % verrattuna 52100-laakeriteräkseen. Laakerin käyttöikä ei ole tarkka tiede näiden ja muiden tekijöiden vuoksi, mutta näiden kaavojen käyttö auttaa insinöörejä kehittämään kokoonpanoilleen turvallisen ja luotettavan suunnittelun.

Kuulalaakerisuunnittelu

Erinomaiset kuulalaakerit ovat tulosta teknisesti vaativista laatuominaisuuksista, jotka saavuttavat maksimaaliset suorituskykyrajat. Erilaiset suunnittelutoimenpiteet, kuten esijännitys tai laakerien useat järjestelyt, vähentävät suorituskyvyn rajoituksia ja lisäävät laakerien suorituskykyä.

ESIKUORMITUSLAAKERIT

Esijännitys määritellään kuulalaakeriin jatkuvasti vaikuttavaksi aksiaalivoimaksi, joka saa aikaan elastisen muodonmuutoksen kuulan ja kulkuradan kosketusalueella.

SUORITUSKYVYN OPTIMOINTI ESILAATAUKSEN KAUTTA

Kuulalaakereiden asentaminen jäykällä tai jousen esijännityksellä optimoi monia suorituskykyominaisuuksia laakerien toiminnalle.

Pienempi jousitus varmistaa määriteltävän radiaalisen ja aksiaalisen jäykkyyden muodostumisen (katso kaavio)
Korkea ajotarkkuus ja työstettävyys myös vaihtuvissa kuormissa
Vähentynyt tärinä ja melu
Vältä liukumista ja kitkaa vierintäelementin kosketuksissa suurilla nopeuksilla ja suurella kiihtyvyydellä
Vähentyneet liukuvat kitkaosat suurilla nopeuksilla (pienempi kosketuskulman muutos sisä- ja ulkorenkaan välillä)
Lisääntynyt kuormituskyky (ulkoisten kuormien ja pyörimisnopeuksien vuoksi) ja pitkä käyttöikä

JÄYKKYYS

Jäykkyys määrittää kuulalaakeriin kohdistuvan aksiaalivoimavaikutuksen [N], joka aiheuttaa laakerirenkaan siirtymän 1 μm.

Sopiva esijännitys lisää laakerin jäykkyyttä ja tukee laakerin kantokykyä käyttövoimia vastaan.

NOSTOVOIMA

Nostovoima on voima, jolla laakerista tulee kuormittamaton laakerisarjaan kohdistuvan keskeisen aksiaalisen kuormituksen kautta.
Jos ulkoinen aksiaalinen kuorma ylittää nostovoiman, …
… kuormittamattoman kuulalaakerin kuulat ja kulkuradat eivät enää ole jatkuvassa kosketuksessa.
… kulumista lisää liukukitka.

KEVÄN ESILATAA

SUUNNITTELUN OMINAISUUDET:

Laakeri 1 (työpuoli) on aksiaalisesti kiinnitetty koteloon, laakeri 2 on järjestetty aksiaalisesti liikkuvasti (sisärenkaiden kiinteä istukka akselille)
Laakerin 2 ulkorenkaan jousivoima varmistaa molemmille laakereille tasaisen esijännityksen
Tarvittava jousen esijännitys asetetaan jousen liikkeen avulla (ratavoimatoiminto jousen ominaiskäyrän mukaan)
Täydellisten esijännitystulosten saavuttamiseksi vaaditaan kelluvassa laakerissa olevan ulkorenkaan riittävä, aksiaalinen liikkuvuus
Säätöjousen säätö tapahtuu ulkoisen aksiaalisen kuorman toiminnan suuntaan
Yksittäisiä laakereita käytettäessä: <~> voidaan käyttää virittämättömiä laakereita
Käytettäessä laakereita yhdessä (<< ~ >>), samaa tyyppiä olevat laakerit (L, M tai S) varmistavat tasaisen kuormituksen jakautumisen

OMINAISUUDET:

Esijännitys – nopeudesta ja lämpötilasta riippumaton – johtuu yksinomaan jousivoimasta
Jousivoima johtaa laakerin ja painelaakerin tasaiseen esijännitykseen
Akselin ja kotelon lämpölaajeneminen ei vaikuta esijännitykseen
Jousikuormitetuilla laakerijärjestelmillä voi olla suurimmat nopeudet

JÄYKÄT ESIKUORRATTU LAAKERI

Useiden laakereiden sijoittelu ns. laakerisarjoihin lisää kantokykyä, jäykkyyttä ja nostovoimaa.

Siten radiaalinen jäykkyys kaikille järjestelyille on:
α = 15°:ssa: Crad ~ 6 · Cax
α = 25°:ssa: Crad ~ 2 · Cax

* O- tai X-asetuksen laakeriparien viitearvot (katso laakeritiedot).
Käyttöön liittyviä vaikutuksia (kuten kierroslukua, kuormitusta) ei oteta huomioon.

MONIA järjestelyjä 2 laakerilla (LAAKERipari)

Jäykän laakerin esijännityksen avulla määritellyt laakeriparit O-, X- tai tandem-järjestelyissä tarjoavat tehokkaan, kustannustehokkaan ja teknisen ratkaisun moniin sovelluksiin.

O ARVIOINTI (DB)

>Painelinjat poikkeavat laakerin akselin suunnasta

>Suuri tukijalka (H) ja suuri jäykkyys kallistusmomentteja vastaan
Aksiaalivoiman absorptio molempiin suuntiin

Laakeripari O-järjestelyssä

X-JÄRJESTELY (DF)
Painelinjat konvergoivat laakerin akselin suuntaan

>Epäherkkä paeta virheitä
>Pienempi tukipohjan koko ja kallistusjäykkyys
>Aksiaalivoiman absorptio molempiin suuntiin

Laakeripari X-järjestelyssä

TANDEM-JÄRJESTELMÄ (DT)
Rinnakkaisjärjestely kuorman suunnan mukaan

>Suurempi aksiaalinen kuormituskyky (tekijä 2) kuin yksittäisellä laakerilla
>Molempien laakereiden kosketuskulma on sama ja ne on asetettu kolmatta laakeria vasten

Laakeriparit tandem

MONIA järjestelyjä 3 TAI laakerilla (LAAKERISARJA)

Järjestelmän jäykkyyden tai korkeiden kuormien maksimivaatimukset täyttävät X-, O- tai tandem-järjestelyt, joissa on 3 tai laakerit, tarjoavat erinomaiset suorituskykyominaisuudet.

JÄRJESTELYT 3 laakerilla

ASETTELU 4 laakerilla

VÄLISORMUKSET

SUORITUSKYVYN OPTIMOINTI VÄLIRENKAUSTEN KAUTTA
Parilaakereiden yksittäisten laatuominaisuuksien erilainen optimointi voidaan saavuttaa asentamalla välirenkaita (etäisyysrenkaita). Välirenkaan leveys on vähintään yksittäisen laakerin leveys.

OMINAISUUDET:
>Tukipohjan (H) lisääminen ja radiaalisen jäykkyyden lisääminen
>Lämmönpoiston optimointi
>Parannettu laakerien voitelu optimoidun öljynsyötön ja -poiston ansiosta

Välirenkaan leveys ≥ Yksittäisen laakerin leveys

SUUNNITTELUN OMINAISUUDET:

>Materiaali: 100 Cr6 tai vastaava, karkaistu (vähintään 45 HRC)
>Varmista, että välirenkaiden välinen tasainen yhdensuuntaisuus on hyvä (katso myös komponenttien tarkkuus).
>Vaadittu ulomman ja sisemmän välirenkaan yhdensuuntaisuus varmistetaan molempien renkaiden tasomaisella hionnalla yhdellä kiinnitysoperaatiolla.
>Käytettäessä laakerisarjoja, joissa on välirenkaat (esim. <||<||>||>), laakereiden välinen välirengas hiotaan eri painelinjojen liikeradalla ja siten esikiristys on koordinoitu.

Etäisyysrengas eri painejohtoreittien välillä

ESILAADUN VAIHTAMINEN VÄLIrenkailla

Välirenkaat tarjoavat muutoksen jo koordinoitujen kuulalaakerien esikiristykseen.

Jos akselin välirenkaan leveys on pienempi kuin kotelon leveys…

… esijännitys O-järjestelyssä kasvaa

… esikuormitus X-taulukossa vähenee

KOSKETUSKULMA & KOORDINAATIOTARKKUUS

KOSKETUSKULMA ⍺0

Kosketuspisteiden välisten suorien viivojen kulma: Sisärengasrata – pallo – ulompi rengasrata ja säteittäinen taso määrittää kosketuskulman.

Kosketuskulma määräytyy säteittäisen laakerin välyksen (laakerivälyksen) ja kulkuteiden oskulaatiosta riippuen.

Kuormituksen siirto molempien laakerirenkaiden välillä tapahtuu kulkuradan kosketuspisteiden yli pallojen kanssa.

Tasainen kuormituksen jakautuminen yksittäisille laakereille laakerijärjestelyissä asettaa saman kosketuskulman kaikille kuormitetuille laakereille.

Vakiokosketuskulma C (15°) ja E (25°))

KOSKETUSKULMA MUUTTUU KÄYTÖSTÄ RIIPPUNA …

… ulkoiset voimat
… sisäiset voimat
(Sisärenkaan ja pallojen keskipakovoima suurilla nopeuksilla)
…sisärengas sopii
… lämpötilaerot sisärenkaan ja ulkorenkaan välillä.
Kosketuskulman poikkeamat aiheuttavat muutoksia laakerin ominaisuuksiin,
jotka vaikuttavat laakerin toimintaan.

Lisää kosketuskulmia on saatavilla pyynnöstä.

MUUTOSOSIEN TARKKUUS

Ohjausarvot akselin säädöille sekä muoto- ja asentotoleransseille (DIN EN ISO 1101)

OPTIMOINTI KORKEILLA RPM:illä

RPM:n kasvaessa (noin arvosta n · Dm = 1.5 . 106 mm/min.) asteittain kasvava keskipakovoima voi aiheuttaa sisärenkaan levenemisen ja johtaa toiminnallisiin iskuihin. Esimerkiksi:

>Sisärenkaan luistaminen akselin kosketuksessa ja kosketuspinnoissa
> Kitkakorroosio
> Tärinät

Sisärenkaan nostamisen estämiseksi suositellaan vahvempaa istuvuutta.

Korjauskertoimet ylimitoitettua laakerirakennetta ja laakerisarjaa varten:

SM 60..: 1
SM 619..: 1.10
KH 60..: 1.05
KH 619..: 1.15

Sopii kiinteisiin akseleihin. Onttoakselit (50 %): Korjauskerroin = 0.8

KIRISTYSLAAKERIT YHDESSÄ

SUORITUSKYVYN OPTIMOINTI TARKKUMUTTERILLA

Tarkkuusmutterien käyttö laakereiden (sarjojen) kiinnittämiseen tukee GMN-tarkkuuskuulalaakerien suorituskyvyn optimaalista hyödyntämistä.

SUUNNITTELU :

Huolellinen asennus tarkkuusmuttereilla estää (keskeytykset ulos, mahdollisesti seuraa yhdysviivalla: mikroliikkeet);
mikroliikkeet aiheuttavat kosketuskorroosiota.

>Hionta mutterin sivut suorassa kulmassa mutterin ja akselin kierteeseen nähden, jotta laakerit eivät kallistu tai akseli ei pääse taipumaan (max 2 μm ulostulotoleranssi)
>Kiinnitä tarkkuusmutteri akseliin (löystymistä vastaan)
>Välilevyt ja holkit on tehtävä yhdensuuntaisesti tasojen kanssa (max. 2 μm)

Riittävän suuri aksiaalinen puristusvoima kiinnittää laakerit haluttuun asentoon ja varmistaa laakerin vaaditun esijännityksen, tarkkuuden ja jäykkyyden.

ASENNUS:

> Voitele lanka kevyesti
>Kierrä tarkkuusmutterit paikoilleen 2-3-kertaisella TARGET-kiristysmomentilla, vapauta ne sitten uudelleen ja kiinnitä ne halutulla vääntömomentilla (sisärenkaiden ja istukan lämpötilariippuvien mittamuutosten kompensointi)
>Tarvittava usean laakerin puristusnauha (aksiaalinen) ja välttämätön kitkavastus ylittäminen laakereita painettaessa akseliin (radiaali) varmistetaan 2-3-kertaisella primäärikiristysmomentilla (breakout)

Kiristysvoimien ja kiristysmomenttien arvot ovat kokemukseen perustuvia ohjearvoja ja voivat vaihdella sovelluksesta riippuen.