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Dovresti conoscere le gabbie dei cuscinetti
Sebbene il cuscinetto sia composto da molte parti, si può dire che la gabbia sia anche il “vaso sanguigno” del cuscinetto. Pertanto, nelle prestazioni del cuscinetto, il materiale della gabbia è direttamente correlato all'efficienza del cuscinetto. La gabbia del cuscinetto è una parte del cuscinetto che avvolge tutti o parte degli elementi volventi e si muove con essi per isolarli. Di solito guida anche gli elementi volventi e li mantiene all'interno del cuscinetto.
Quando un cuscinetto volvente è in funzione, soprattutto quando il carico è complesso e ruota ad alta velocità, la gabbia deve resistere a grandi forze centrifughe, urti e vibrazioni. L'attrito radente tra la gabbia e gli elementi volventi è elevato e viene generata una grande quantità di calore. L'effetto combinato di forza e calore può portare a cedimento della gabbiae, nei casi più gravi, la gabbia può essere bruciata e rotta. Pertanto, il materiale della gabbia deve avere una buona conduttività termica, una buona resistenza all'usura, un basso coefficiente di attrito, una piccola densità, una certa combinazione di resistenza e tenacità e una buona elasticità e rigidità. Un coefficiente di dilatazione simile a quello degli elementi volventi. E buone prestazioni di elaborazione. Inoltre, la gabbia viene influenzata anche da sostanze chimiche, come lubrificanti, additivi lubrificanti, solventi organici e liquidi refrigeranti.
Lo scopo principale della gabbia del cuscinetto è mantenere una distanza adeguata tra gli elementi volventi ed evitare il contatto diretto tra elementi volventi adiacenti per mantenere l'attrito e il calore risultante ad un livello minimo; per mantenere gli elementi volventi distribuiti uniformemente In tutti i cuscinetti, il carico può essere distribuito uniformemente in tutti i cuscinetti, in modo che il carico possa essere distribuito uniformemente e ridurre il rumore. Gli elementi volventi possono essere guidati correttamente nella zona a vuoto per migliorare le condizioni di rotolamento nel cuscinetto ed evitare incidenti distruttivi. lagna.
Classificazione delle gabbie dei cuscinetti
Le gabbie comunemente utilizzate sono principalmente suddivise in gabbie metalliche e gabbie non metalliche in base al tipo di materiale. Esistono anche gabbie composite, ecc. Anche le gabbie per cuscinetti per scopi speciali dovrebbero soddisfare i requisiti di condizioni di lavoro speciali. Come resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione, autolubrificante (utilizzato nel vuoto) o non magnetico, ecc.
Materiale della gabbia in acciaio
Grazie alla sua elevata resistenza, buona tenacità e facilità di lavorazione, i materiali delle gabbie in acciaio sono comunemente utilizzati nei cuscinetti volventi. Di solito i fermi in acciaio sono stampati a freddo da lamiere di acciaio al carbonio di alta qualità. Inoltre, secondo necessità, è possibile utilizzare anche altri metodi di lavorazione meccanica. I materiali comunemente usati per le gabbie in acciaio includono 20, 30, 45, 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti, 40CrNiMo, ML15, ML20, ecc. Le gabbie in acciaio sono generalmente trattate termicamente per eliminare lo stress e ripristinare la plasticità. Compreso il rinvenimento ad alta temperatura, la ricottura di ricristallizzazione, ecc. Per ridurre il coefficiente di attrito della gabbia in acciaio, la gabbia finita deve essere trattata in superficie, se necessario.
Materiali per gabbie in metalli non ferrosi
A differenza dell'acciaio, i metalli non ferrosi hanno proprietà speciali. Ad esempio, la lega di alluminio ha le caratteristiche di bassa densità, buona conduttività termica e buona resistenza alla corrosione; la lega di rame ha le caratteristiche di buona conduttività termica, piccolo coefficiente di attrito, buona formabilità e elevata temperatura operativa; La lega di zinco-alluminio presenta i vantaggi di basso costo, bassa densità e prestazioni eccellenti.
Materiali per gabbie non metallici
I materiali non metallici della gabbia includono principalmente polimeri e materiali compositi, tra cui nylon, nastro fenolico, politetrafluoroetilene, ecc. I materiali polimerici hanno una buona combinazione di resistenza ed elasticità. Le buone proprietà di scorrimento consentono alla gabbia polimerica di generare solo una piccola quantità di attrito quando si muove rispetto alla superficie dell'elemento volvente lubrificata, riducendo così al minimo la generazione di calore e l'usura del cuscinetto. In condizioni di mancanza di lubrificante, la gabbia polimerica presenta ancora eccellenti caratteristiche di movimento. Può garantire che i cuscinetti continuino a funzionare per un periodo di tempo senza danni. A causa della minore densità dei polimeri, le gabbie realizzate con essi hanno meno inerzia.
Oltre ad essere realizzata con materiali puri, la gabbia utilizza anche materiali polimerici modificati. Utilizzare altri materiali per il riempimento o il rinforzo.
Dopo che la gabbia è stata installata nel cuscinetto. A causa della distanza tra la gabbia e gli elementi volventi, la gabbia può essere spostata in direzione radiale, il cosiddetto spostamento radiale. Il suo offset può essere espresso dalla seguente formula:
È necessario garantire che quando la gabbia raggiunge il massimo spostamento radiale, la gabbia non entri in contatto con l'anello del cuscinetto.
Processo di produzione delle gabbie per cuscinetti
Gabbia pressofusa
Le materie prime della gabbia pressofusa sono lega di alluminio e ottone. Le materie prime vengono fuse e versate nello stampo di pressofusione della macchina per pressofusione e la gabbia viene pressofusa in una sola volta. Il cancello di fusione viene tornito.
(1) La gabbia è direttamente pressofusa, che può ottenere una buona forma geometrica e precisione dimensionale senza lavorazione meccanica e ha un'elevata efficienza produttiva.
(2) Dopo la pressofusione, il metallo cristallizza e solidifica, con struttura precisa, buona qualità superficiale e resistenza all'usura.
(3) Elevato tasso di utilizzo del materiale e costi ridotti.
Tuttavia, quando si effettua la pressofusione di una gabbia in lega di alluminio, sono necessarie attrezzature di grande tonnellaggio e la progettazione e la produzione dello stampo sono complicate. Le tasche della gabbia si deformano facilmente durante la pressofusione. Nelle condizioni in cui il cuscinetto è soggetto a urti, vibrazioni e velocità variabile, la qualità della gabbia pressofusa deve essere ulteriormente migliorata.
Gabbia in fusione di plastica
I materiali plastici tecnici granulari essiccati sotto vuoto vengono posti in un barile, riscaldati da fili di resistenza e fusi in uno stato semiliquido. Pressurizzate da uno stantuffo o da una vite mobile, le materie prime semiliquide vengono iniettate dall'ugello nello stampo di formatura della macchina per lo stampaggio a iniezione. Dopo l'isolamento, ottenere la gabbia necessaria dopo il raffreddamento.
(1) La gabbia è stampata in uno stampaggio a iniezione, che può ottenere una forma geometrica precisa, accuratezza dimensionale e un basso valore di rugosità superficiale senza la necessità di lavorazione meccanica, e l'efficienza produttiva è elevata.
(2) Lo stampo e la fusione di plastica sono semplici da formare, il cuscinetto è facile da montare ed è facile realizzare il controllo automatico.
(3) La gabbia in plastica ha buone proprietà come resistenza all'usura, antimagnetica e basso attrito.
Tuttavia, a causa dei difetti di deformazione termica, invecchiamento e fragilità della plastica stessa, nonché di alcuni problemi nella struttura della gabbia e nel processo di iniezione della plastica, l'applicazione della gabbia di plastica fusa è limitata.
Per le gabbie in plastica tecnica, le prestazioni di ciascun produttore sono leggermente diverse, ma generalmente sono simili. Questo tipo di gabbia è leggera e adatta per applicazioni ad alta velocità. Inoltre, la modalità di guasto di questo tipo di gabbia non è lo scoppio improvviso, quindi è adatta per alcune occasioni in cui non è consentito lo spegnimento improvviso. Tuttavia, per le macchine minerarie, questo tipo di gabbia non è adatta all'uso per motivi di sicurezza, perché il suo danno non si verifica all'improvviso, ma quando la temperatura sale gradualmente fino a un certo livello, viene completamente danneggiata, il che sarà molto pericoloso in situazioni esplosive. . Allo stesso tempo, questo tipo di gabbia ha un limite di temperatura, solitamente -40~120℃: praticamente non ci sono ostacoli per la gabbia in ottone, ma non è adatta per ambienti con ammoniaca. In genere, i cuscinetti di piccole dimensioni non utilizzano gabbie in rame. Non ci sono restrizioni sulle gabbie in acciaio, ma i cuscinetti di grandi dimensioni non utilizzano gabbie in acciaio.
Come scegliere una gabbia per cuscinetti
I materiali delle gabbie dei cuscinetti possono essere classificati in base ai materiali di fabbricazione e agli scenari applicativi. Di seguito sono riportati alcuni materiali comuni per le gabbie dei cuscinetti:
Gabbia d'acciaio: Solitamente realizzato in acciaio al carbonio o acciaio legato di alta qualità, ha le caratteristiche di elevata resistenza, resistenza all'usura e resistenza alla corrosione. Adatto per applicazioni ad alta velocità, carichi pesanti e ad alta temperatura, come cuscinetti di motori aerospaziali e cambi di automobili.
Vantaggi e prestazioni: questo tipo di gabbia ha un'elevata resistenza e un materiale leggero. Viene utilizzato principalmente nei cuscinetti a sfere a gola profonda, nei cuscinetti orientabili a rulli e nei cuscinetti a rulli conici e generalmente non è influenzato dai lubrificanti a base di olio minerale o contenente alcali nei cuscinetti volventi.
Limitazioni d'uso: suscettibile alla ruggine a causa dell'influenza dell'acqua e del vapore acqueo;
Temperatura operativa: la temperatura operativa della gabbia può raggiungere i 300°C.
Gabbia in ottone: Solitamente realizzato in ottone o bronzo, presenta ottima resistenza all'usura, resistenza alla corrosione e basso coefficiente di attrito. Adatto per applicazioni a media velocità e carichi leggeri, come cuscinetti in elettrodomestici, strumenti e apparecchiature per ufficio.
L'ottone ha un'elevata resistenza alla trazione e non viene influenzato dai comuni lubrificanti per cuscinetti. Viene spesso utilizzato nei cuscinetti di piccole e medie dimensioni. Tuttavia, a causa del prezzo elevato del rame, anche il prezzo delle gabbie in ottone è elevato. Le caratteristiche principali sono le seguenti:
Tipo di gabbia: stampata e solida, lo stampaggio è adatto solo per taglie piccole e medie;
Materiale: piastra in ottone, fusione di ottone o forgiatura di ottone. L'ottone ha un'elevata resistenza alla trazione e la sua resistenza meccanica è equivalente a quella della gabbia per stampaggio di piastre d'acciaio, ma la sua densità è relativamente piccola, la sua velocità limite è elevata e il suo prezzo è più alto.
Vantaggi: Non intaccato dai lubrificanti, compresi oli e grassi sintetici;
Restrizioni d'uso: le gabbie in ottone non possono essere utilizzate in situazioni superiori a 300°C e non sono adatte per l'ammoniaca (come il raffreddamento), poiché l'ammoniaca causerebbe la rottura stagionale dell'ottone;
Temperatura operativa: La temperatura operativa è inferiore a 300°C.
Gabbia in nylon: Solitamente realizzato in poliammide (PA66) e altri tecnopolimeri per stampaggio a iniezione, ha le caratteristiche di leggerezza, resistenza alla corrosione, buon isolamento e facile lavorazione. Adatto per applicazioni con carichi leggeri, a bassa velocità e ad alta temperatura, come cuscinetti di utensili elettrici, macchine per cucire e macchinari per la lavorazione alimentare. Il materiale in nylon poliammidico presenta i vantaggi di elevata elasticità e leggerezza. Questa gabbia ha ottime proprietà di scorrimento e autolubrificanti. È un prodotto di nuova generazione che attualmente sostituisce le gabbie in ferro.
Vantaggi e prestazioni: il materiale in nylon poliammidico presenta i vantaggi di elevata elasticità e leggerezza.
Questa gabbia ha ottime proprietà di scorrimento e autolubrificanti. Particolarmente adatto per situazioni in cui sono presenti sollecitazioni da impatto di vibrazioni o elevate accelerazioni e decelerazioni, oppure gli anelli interno ed esterno del cuscinetto sono inclinati l'uno rispetto all'altro;
Limitazioni d'uso: la gabbia in poliammide e nylon può essere danneggiata da una lubrificazione speciale (additivi corrosivi nel lubrificante) e non può essere utilizzata sotto vuoto poiché diventerà fragile a causa della disidratazione;
Temperatura di lavoro: La temperatura di lavoro è inferiore a 120°C e superiore a -40°C. Se la temperatura è troppo bassa il nylon perderà la sua elasticità.
Gabbia fenolica: composto da resina fenolica, tessuto in fibra di vetro e altri materiali, ha le caratteristiche di elevata resistenza, resistenza alle alte temperature e buone proprietà isolanti. Adatto per applicazioni ad alta temperatura e alta velocità, come cuscinetti nei motori degli aerei e nelle turbine a gas.
Altri materiali: Oltre ai materiali comuni sopra menzionati, esistono anche altri materiali utilizzati nella fabbricazione delle gabbie dei cuscinetti, come alluminio, magnesio e altri materiali metallici leggeri, nonché alcuni materiali compositi. Questi materiali vengono generalmente selezionati in base ai requisiti dell'applicazione specifica.
Fattori da considerare quando si sceglie una gabbia per cuscinetti
Ambiente di lavoro: L'ambiente di lavoro del cuscinetto ha una grande influenza sul materiale della gabbia. Ad esempio, in ambienti ad alta temperatura, dovrebbero essere selezionati materiali resistenti alle alte temperature, come gabbie in acciaio o nastro fenolico; in ambienti corrosivi è opportuno selezionare materiali resistenti alla corrosione, come gabbie in rame o nylon.
Tipo di cuscinetto: Diversi tipi di cuscinetti hanno gabbie di materiali diversi. Ad esempio, i cuscinetti a sfere a gola profonda, i cuscinetti orientabili a rulli e i cuscinetti a rulli conici utilizzano solitamente gabbie in acciaio; mentre i cuscinetti a rulli cilindrici possono utilizzare gabbie in rame o nylon.
Velocità e carico: Anche la velocità e il carico sono fattori importanti nella scelta del materiale della gabbia. In condizioni di alta velocità e carico pesante, è necessario scegliere materiali con elevata resistenza, resistenza all'usura e resistenza alla corrosione, come gabbie in acciaio o rame.
Economia: Sulla premessa di soddisfare i requisiti di prestazione, dovrebbero essere considerati i fattori economici. Alcuni materiali leggeri ed economici, come i tecnopolimeri, sono adatti per carichi leggeri, basse velocità e alte temperature.
Altri fattori: Inoltre, è necessario considerare fattori quali dimensioni, forma, metodo di lavorazione e requisiti di installazione della gabbia.
Quando si seleziona una gabbia per cuscinetti è necessario considerare diversi fattori, tra cui l'ambiente di lavoro, il tipo di cuscinetto, la velocità e il carico, l'aspetto economico e altri fattori correlati. Nelle applicazioni reali, la scelta dovrebbe basarsi su requisiti e condizioni specifici per garantire il normale funzionamento e la durata di esercizio del cuscinetto.