Projektowanie i inżynieria

Sercem Aubearing jest nasza zdolność do współpracy z klientami w celu opracowania unikalnych projektów i zastosowań oraz zapewnienia innowacyjnych i opłacalnych rozwiązań. Bazując na wieloletniej wiedzy na temat zastosowań i precyzyjnym oprzyrządowaniu, nasza kadra inżynierska posiada dziesiątki lat praktycznego doświadczenia obejmującego setki różnych zastosowań i branż, w tym medyczny, robotyka, sprzęt górniczy, sprzęt rolniczy, motoryzacyjny, motocykle, rowery, inżynieria Maszyny, sprzęt do robót ziemnych, leśnictwo, opakowania, sprzęt do uzdatniania wody, sprzęt drukarski oraz , umożliwiając im dostosowanie optymalnej konstrukcji łożysk i rozwiązań inżynierskich do konkretnych zastosowań.

Wspólnie możemy wyprodukować najlepsze łożysko spełniające Twoje wymagania, często z tolerancjami mierzonymi w milionowych częściach cala. Zapraszamy do odwiedzenia naszych obiektów i cieszymy się z możliwości odwiedzenia Twoich w celu zapewnienia rozwiązań dla wszystkich Twoich potrzeb.

Własne laboratorium technologiczne Aubearing

Nasze laboratorium techniczne jest wyposażone w zaawansowane precyzyjne przyrządy i zaawansowane oprogramowanie oceniające (nie ograniczające się do użycia, w tym Solid Works, AutoCAD), które może szybko i skutecznie oceniać zastosowania łożysk. Unikalny „System analizy łożysk Aubearing” ocenia łożyska z wielu perspektyw. Nasi projektanci starannie optymalizują profile bieżni, aby zmaksymalizować nośność, ograniczenia prędkości i trwałość zmęczeniową. Szczególną uwagę poświęcono „projektowaniu pod kątem produkcji”, aby zapewnić optymalne naprężenia szczątkowe bieżni i doskonałą wydajność. Jednocześnie wiele zastosowań odbywa się w zapylonych i zanieczyszczonych warunkach, dlatego też rozważa się również uszczelnienie łożysk w celu zapobiegania zanieczyszczeniom.

laboratorium techniczne

Oszczędzaj koszty produkcji

Około 70% kosztów produkcji łożysk (koszty materiałów, koszty oprzyrządowania i koszty montażu) determinowane są decyzjami projektowymi, natomiast pozostałe 30% kosztów stanowią decyzje produkcyjne, takie jak planowanie procesu lub dobór obrabiarek. Naszym celem jest optymalizacja łożysk niestandardowych, aby były opłacalne w produkcji, montażu i konserwacji, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej jakości. Aubearing może polecić rozmiar łożyska, elementy toczne, twardość, konfigurację przekładni itp. i produkuje łożyska o średnicach od 200 mm do 6,000 mm OD, aby spełnić Twoje wymagania dotyczące obciążenia, rozmiaru, rotacji i cyklu życia.

Terminy łożysk i obliczenia, które powinien znać każdy inżynier projektujący

Łożyska znajdują się w praktycznie każdym zespole obrotowym w sprzęcie i zastosowaniach związanych z przenoszeniem mocy. Zapewniają płynny ruch obrotowy oraz zmniejszają tarcie i zużycie. Przy prawidłowym doborze rozmiaru i użytkowaniu większość łożysk będzie działać przez wiele lat bez konieczności wymiany.

Łożysko obrotowe to szerokie pojęcie, które obejmuje łożyska ślizgowe, łożyska hydrostatyczne i hydrodynamiczne, łożyska magnetyczne i łożyska toczne. Łożyska toczne można dodatkowo podzielić według typów elementów tocznych — kulkowe, wałeczkowe i igiełkowe. Każdy inżynier projektujący mechanik stosujący łożyska kulkowe lub wałeczkowe w swoim zespole powinien być zaznajomiony z obliczeniami trwałości i obciążenia łożyska. Znajomość tych podstawowych wzorów pomoże zapewnić solidną konstrukcję zoptymalizowaną pod kątem długiej żywotności.

DE1

Mając życie

Żywotność łożyska (L) jest definiowana jako liczba godzin, przez które łożysko może pracować przy danej stałej prędkości, zanim wykaże pierwsze oznaki zmęczenia materiału pierścienia łożyska lub któregokolwiek z elementów tocznych.

Trwałość znamionowa łożyska (L10) to trwałość wyrażona w godzinach przy określonej stałej prędkości, którą ukończy lub przekroczy 90% grupy pozornie identycznych łożysk. Trwałość znamionowa odnosi się również do trwałości pojedynczego łożyska związanego z 90% niezawodnością. Trwałość znamionowa łożysk pracujących ze stałą prędkością może być również wyrażona w godzinach i określana jako L10h. Jednostki oceny żywotności to miliony obrotów (106 obr.).

Nośność łożysk

Obciążenie łożyska jest wyrażane różnymi terminami, z których każdy ma unikalną definicję. Obciążenia statyczne odnoszą się do obciążeń działających na nieobrotowe łożysko.

Nośność podstawowa (CB) to obliczone obciążenie stałe dla łożysk poprzecznych i skośnych. Jest to obciążenie, które grupa pozornie identycznych łożysk może wytrzymać przez milion obrotów pierścienia wewnętrznego, podczas gdy pierścień zewnętrzny jest nieruchomy. Jednostkami obciążenia podstawowego są funty (funty) lub niutony (N).

Podstawowa nośność statyczna (Co) to obciążenie promieniowe łożyska nieobrotowego odpowiadające obliczonemu naprężeniu stykowemu w najbardziej obciążonym punkcie styku elementu tocznego z bieżnią, które powoduje całkowite trwałe odkształcenie elementu tocznego i bieżni 0.0001 średnicy elementu tocznego. Jednostki podstawowego obciążenia statycznego to funty (funty) lub niutony (N).

Równoważne obciążenie statyczne (Po) to obliczone obciążenie statyczne promieniowe. Jest definiowane jako obciążenie, które spowodowałoby takie samo całkowite trwałe odkształcenie najbardziej obciążonego elementu tocznego i styku bieżni, jak to, które występuje w rzeczywistych warunkach obciążenia. Jednostkami równoważnego obciążenia statycznego są funty (funty) lub niutony (N).

Podstawowa nośność dynamiczna (C) to obliczone stałe obciążenie promieniowe, które grupa pozornie identycznych łożysk ze nieruchomym pierścieniem zewnętrznym może statystycznie wytrzymać milion obrotów pierścienia wewnętrznego. Jednostkami dla podstawowego obciążenia dynamicznego są funty (funty) lub niutony (N).

Równoważne obciążenie dynamiczne (P) jest jednym z czynników stosowanych w równaniach trwałości łożysk. Jest to stałe, hipotetyczne obciążenie promieniowe, które ma taki sam wpływ na trwałość łożyska, jak to, które występuje w rzeczywistych warunkach obciążenia. Jednostkami równoważnego obciążenia dynamicznego są funty (funty) lub niutony (N).

Obliczenia

Trwałość łożyska (L10) można obliczyć za pomocą następującego wzoru. Wymagane zmienne to podstawowa nośność dynamiczna (C) i dynamiczne obciążenie równoważne łożyska (P).

L10 = (C/P)3

L10 = żywotność znamionowa (106obrót silnika); C = bazowa nośność dynamiczna (lb lub N); P = dynamiczne obciążenie równoważne (lb lub N)

Aby przeliczyć obroty na godziny, podziel przez prędkość (rpm).

L10hrs = (C/P)3 x [(106obr) / (N obr./min x 60 min/godz.)] = 16667/N x (C/P)3

N = prędkość (rpm)

1. P = VFr

2. P = XVFr + YFa

P = dynamiczne obciążenie równoważne; V = współczynnik rotacji; X = współczynnik promieniowy; Y = współczynnik ciągu; Fr = obciążenie promieniowe; Fa = obciążenie osiowe

Czynniki łożyskowe

Gdy średnica zewnętrzna łożyska (OD) jest równa lub mniejsza niż 0.625 cala, można zastosować następujące wartości: X = 0.56, Y = 2.10 i e = 0.16. W przypadku łożysk o średnicy większej niż 0.625 cala patrz tabela poniżej. Współczynnik „e”, pokazany w ostatniej kolumnie poniższej tabeli, reprezentuje stosunek Fa/VFr. Jeżeli Fa/VFr < e, wówczas stosuje się wzór (1); jeśli Fa/VFr > e, wówczas stosuje się wzór (2).

Chociaż te wzory stanowią dobry punkt wyjścia, inne czynniki mogą również wpływać na efektywną trwałość łożyska i nośność.

  • W niektórych zastosowaniach obciążenia i prędkość mogą zmieniać się podczas pracy. Można to uwzględnić w obliczeniach obciążenia łożyska, jeśli zmiany obciążenia i prędkości są znanymi zmiennymi.

  • Smarowanie to kolejny czynnik, który może mieć znaczący wpływ na żywotność łożyska. W przypadku łożysk uszczelnionych żywotność środka smarnego często determinuje żywotność łożyska.

  • Warunki środowiskowe i zanieczyszczenia mogą również niekorzystnie wpływać na żywotność łożyska.

  • Materiał łożyska może również wpływać na wydajność. Na przykład nośność znamionowa stali nierdzewnej 440C powinna być zmniejszona o około 20% w porównaniu ze stalą łożyskową 52100. Żywotność łożysk nie jest nauką ścisłą ze względu na te i inne czynniki, jednak zastosowanie tych wzorów pomoże inżynierom opracować bezpieczny i niezawodny projekt ich zespołów.

Konstrukcja łożyska kulkowego

Wyjątkowe właściwości łożysk kulkowych są wynikiem wymagających technicznie właściwości jakościowych, które osiągają maksymalne granice wydajności. Różne środki projektowe, takie jak napięcie wstępne lub wiele układów łożysk, przeciwdziałają ograniczeniom wydajności i zwiększają możliwości wydajności łożysk.

ŁOŻYSKA WSTĘPNE

Napięcie wstępne jest definiowane jako stale działająca siła osiowa na łożysko kulkowe, która powoduje sprężyste odkształcenie w obszarze styku kulek i bieżni.

Oddziaływanie siły osiowej na łożysko
Oddziaływanie siły osiowej na łożysko
OPTYMALIZACJA WYDAJNOŚCI DZIĘKI PRELOAD

Instalowanie łożysk kulkowych ze sztywnym lub sprężynowym napięciem wstępnym optymalizuje wiele charakterystyk działania łożysk.

  • Zredukowane sprężynowanie zapewnia generowanie określonej sztywności promieniowej i osiowej (patrz diagram)

  • Wysoka dokładność ruchu i urabialność nawet przy zmieniających się obciążeniach

  • Zmniejszone wibracje i hałas

  • Unikaj poślizgu i tarcia w styku elementu tocznego przy dużych prędkościach i dużym przyspieszeniu

  • Zmniejszone tarcie części ślizgowych przy dużych prędkościach (zmniejszona zmiana kąta styku między pierścieniem wewnętrznym i zewnętrznym)

  • Zwiększona nośność (dzięki obciążeniom zewnętrznym i prędkościom obrotowym) przy długiej żywotności

Para łożysk bez napięcia wstępnego
Para łożysk bez napięcia wstępnego
Wstępnie obciążona para łożysk
To jest nagłówek
SZTYWNOŚĆ

Sztywność określa wielkość działania siły osiowej [N] na łożysko kulkowe, która powoduje przesunięcie pierścienia łożyska o 1 μm.

Odpowiednie napięcie wstępne zwiększa sztywność łożyska i wspiera nośność łożyska w stosunku do sił roboczych.

Sztywność obciążenia wstępnego
Napięcie wstępne, sztywność
SIŁA PODNOSZĄCA

Siła podnoszenia to siła, przy której łożysko staje się wolne od obciążenia poprzez centralne obciążenie osiowe działające na zespół łożysk.
Jeżeli zewnętrzne obciążenie osiowe przekracza siłę podnoszenia, …
… kulki i bieżnie nieobciążonego łożyska kulkowego nie stykają się już stale.
… zwiększa się zużycie poprzez zwiększenie tarcia ślizgowego.

NACIĄG WSTĘPNY SPRĘŻYNY

WŁAŚCIWOŚCI KONSTRUKCYJNE:

  • Łożysko 1 (strona robocza) jest osiowo zamocowane w oprawie, łożysko 2 jest osiowo ruchome (stałe osadzenie pierścieni wewnętrznych na wale)

  • Siła sprężyny działająca na pierścień zewnętrzny łożyska 2 zapewnia stałe napięcie wstępne obu łożysk

  • Wymagane napięcie wstępne sprężyny jest ustawiane na podstawie skoku sprężyny (funkcja siły toru zgodnie z charakterystyką sprężyny)

  • Aby uzyskać doskonałe wyniki napięcia wstępnego, wymagana jest wystarczająca ruchliwość osiowa ustawionego pierścienia zewnętrznego na łożysku swobodnym

  • Regulacja sprężyny regulacyjnej odbywa się w kierunku działania zewnętrznego obciążenia osiowego

  • W przypadku stosowania pojedynczych łożysk: <~> można zastosować łożyska niestrojone

  • W przypadku stosowania łożysk w tandemie (<< ~ >>), łożyska tego samego typu (L, M lub S) zapewniają równomierny rozkład obciążenia

NACIĄG WSTĘPNY SPRĘŻYNY
CECHY:
  • Napięcie wstępne – niezależne od prędkości i temperatury – wynika wyłącznie z siły sprężyny

  • Siła sprężyny skutkuje równym napięciem wstępnym łożyska i łożyska oporowego

  • Rozszerzalność cieplna wału i obudowy nie ma wpływu na napięcie wstępne

  • Sprężynowe systemy łożyskowe mogą osiągać najwyższe prędkości

SZTYWNE ZESTAWY ŁOŻYSK WSTĘPNYCH

Ułożenie kilku łożysk w tzw. zestawy łożysk zwiększa nośność, sztywność i siłę podnoszenia.

Zatem sztywność promieniowa dla wszystkich układów wynosi:
przy α = 15°: Crad ~ 6 · Cax
przy α = 25°: Crad ~ 2 · Cax

Zestaw łożysk z 3 łożyskami w układzie TBT

Przykład: Zestaw łożysk z 3 łożyskami w układzie TBT

konstrukcja łożyska

* Wartości odniesienia dla par łożysk w układzie O lub X (patrz dane łożysk).
Wpływy związane z eksploatacją (takie jak prędkość obrotowa, obciążenie) nie są uwzględniane.

UKŁAD WIELOKROTNY Z 2 ŁOŻYSKAMI (PARA ŁOŻYSK)

Ze sztywnym napięciem wstępnym łożyska, określone pary łożysk w układach O, X lub tandem oferują efektywne, ekonomiczne i techniczne rozwiązanie do wielu zastosowań.

O UZGODNIENIE (DB)

>Linie ciśnienia rozchodzą się w kierunku osi łożyska

>Duża podstawa (H) i wysoka odporność na momenty przechylające
Absorpcja siły osiowej w obu kierunkach

Para łożysk w układzie O

Para łożysk w układzie O

UKŁAD X (DF)
Linie ciśnienia zbiegają się w kierunku osi łożyska

> Niewrażliwy na unikanie błędów
>Zredukowany rozmiar podstawy nośnej i sztywność przechylania
> Absorpcja siły osiowej w obu kierunkach

Para łożysk w układzie X

Para łożysk w układzie X

UKŁAD TANDEMOWY (DT)
Układ równoległy do ​​kierunku obciążenia

>Wyższa nośność osiowa (współczynnik 2) niż w przypadku pojedynczego łożyska
>Oba łożyska mają ten sam kąt działania i są osadzone na trzecim łożysku

Pary łożysk w tandemie

Pary łożysk w tandemie

UKŁAD WIELOKROTNY Z 3 LUB ŁOŻYSKAMI (ZESTAW ŁOŻYSK)

Przy maksymalnych wymaganiach dotyczących sztywności systemu lub dużych obciążeń, układy X, O lub tandem z 3 lub łożyskami zapewniają wyjątkową wydajność.

UKŁADY Z 3 ŁOŻYSKAMI

UKŁADY Z 3 ŁOŻYSKAMI

UKŁAD Z 4 ŁOŻYSKAMI

UKŁAD Z 4 ŁOŻYSKAMI

PIERŚCIENIE POŚREDNIE

OPTYMALIZACJA WYDAJNOŚCI PRZEZ PIERŚCIENIE POŚREDNIE
Zróżnicowaną optymalizację poszczególnych cech jakościowych łożysk parowanych można osiągnąć przez zamontowanie pierścieni pośrednich (pierścieni dystansowych). Szerokość pierścienia pośredniego jest co najmniej równa szerokości pojedynczego łożyska.

CECHY:
>Zwiększenie podstawy nośnej (H) i zwiększenie sztywności promieniowej
>Optymalizacja rozpraszania ciepła
>Poprawione smarowanie łożysk dzięki zoptymalizowanemu doprowadzaniu i odprowadzaniu oleju

Szerokość pierścienia pośredniego ≥ Szerokość pojedynczego łożyska

Szerokość pierścienia pośredniego ≥ Szerokość pojedynczego łożyska

WŁAŚCIWOŚCI KONSTRUKCYJNE:

>Materiał: 100 Cr6 lub podobny, utwardzany (co najmniej 45 HRC)
>Należy zwrócić uwagę na dobrą równoległość płaszczyzn między pierścieniami pośrednimi (patrz także dokładność elementów).
>Wymagana równoległość zewnętrznego i wewnętrznego pierścienia pośredniego jest zapewniona przez płaskie szlifowanie obu pierścieni w jednej operacji mocowania.
>W przypadku zestawów łożysk z pierścieniami pośrednimi (np. <||<||>||>) pierścień dystansowy między łożyskami jest szlifowany przy różnych trajektoriach przewodów ciśnieniowych, dzięki czemu naprężenie wstępne jest skoordynowane.

Pierścień dystansowy między różnymi ścieżkami przewodów ciśnieniowych

Pierścień dystansowy między różnymi ścieżkami przewodów ciśnieniowych

ZMIANA NACIĄGU WSTĘPNEGO ZA POMOCĄ PIERŚCIENI POŚREDNICH

Pierścienie pośrednie zapewniają zmianę naprężenia wstępnego dla już skoordynowanych łożysk kulkowych.

Jeżeli szerokość pierścienia pośredniego wału jest mniejsza niż szerokość oprawy…

… napięcie wstępne w układzie O wzrasta

…obciążenie wstępne w macierzy X jest zmniejszone

KĄT KONTAKTU I PRECYZJA KOORDYNACJI

KĄT KONTAKTU ⍺0

Kąt linii prostych między punktami styku: bieżnia pierścienia wewnętrznego – kula – bieżnia pierścienia zewnętrznego oraz płaszczyzna promieniowa określa kąt styku.

Kąt zwilżania jest określany w zależności od promieniowego luzu łożyska (luzu łożyskowego) i zazębienia bieżni.

Przenoszenie obciążenia pomiędzy obydwoma pierścieniami łożyska odbywa się poprzez punkty styku bieżni z kulkami.

Równomierny rozkład obciążenia na poszczególne łożyska w układach łożyskowych zapewnia taki sam kąt działania na wszystkich obciążonych łożyskach.

Standardowy kąt działania C 15° i E 25°

Standardowy kąt zwilżania C (15°) i E (25°) )

KĄT KONTAKTU ZMIENIA SIĘ W ZALEŻNOŚCI OD PRACY POPRZEZ…

… siły zewnętrzne
… siły wewnętrzne
(Siła odśrodkowa pierścienia wewnętrznego i kulek przy dużych prędkościach)
… pierścień wewnętrzny pasuje
… różnice temperatur pomiędzy pierścieniem wewnętrznym i zewnętrznym.
Odchylenia kąta zwilżania powodują zmiany charakterystyki łożyska,
które wpływają na pracę łożyska.

Inne kąty działania są dostępne na zapytanie.

Inne kąty działania są dostępne na zapytanie.

PRECYZJA CZĘŚCI KONWERSJI

Wartości orientacyjne dla regulacji wału oraz tolerancji kształtu i położenia (DIN EN ISO 1101)

1 2
2

OPTYMALIZACJA DOPASOWANIA PRZY WYSOKICH OBROTACH

Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej (od około n · Dm = 1.5 106 mm/min.) stopniowo rosnąca siła odśrodkowa może powodować poszerzenie pierścienia wewnętrznego i prowadzić do uderzeń funkcjonalnych. Na przykład:

>Ślizganie się pierścienia wewnętrznego na styku z wałem i na powierzchniach styku
> Korozja tarciowa
>Wibracje

 Aby przeciwdziałać podnoszeniu się pierścienia wewnętrznego, zaleca się mocniejsze pasowanie.

Współczynniki korygujące dla przewymiarowanej konstrukcji łożyska i serii łożysk:

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

Dotyczy wałów pełnych

Dotyczy wałów pełnych. Dla wałów drążonych (50%): Współczynnik korekcji = 0.8

ZESTAWY ŁOŻYSK NACIĄGAJĄCYCH

OPTYMALIZACJA WYDAJNOŚCI DZIĘKI PRECYZYJNYM NAKRĘTKOM

Zastosowanie precyzyjnych nakrętek do mocowania łożysk (zestawów) umożliwia optymalne wykorzystanie wydajności precyzyjnych łożysk kulkowych GMN.

Ściąganie łożysk za pomocą precyzyjnych nakrętek

DESIGN:

Staranny montaż za pomocą precyzyjnych nakrętek zapobiega (przerwaniu, ewentualnie uzupełnieniu myślnikiem: mikroruchy);
mikroruchy powodują korozję styków.

>Oszlifować boki nakrętki pod kątem prostym do gwintu nakrętki i wałka, aby zapobiec przechyleniu łożyska lub wygięciu wału (tolerancja bicia maks. 2 μm)
>Zamocować nakrętkę precyzyjną na wale (zapobiegając poluzowaniu)
>Podkładki pośrednie i tuleje muszą być wykonane równolegle do płaszczyzn (maks. 2 μm)

Odpowiednio duża osiowa siła docisku ustala łożysko w zamierzonym położeniu i zapewnia wymagane napięcie wstępne, precyzję i sztywność łożyska.

INSTALACJA:

>Lekko nasmaruj gwint
>Wkręcić nakrętki precyzyjne z momentem dokręcania 2 do 3 razy większym niż DOCELOWY, a następnie ponownie je poluzować i dokręcić z żądanym momentem obrotowym (kompensacja zależnych od temperatury zmian wymiarów pierścieni wewnętrznych i gniazd)
>Wymagane dociśnięcie kilku łożysk (osiowe) i konieczne pokonanie oporu tarcia, gdy łożyska są dociskane do wału (promieniowe) są zapewnione przez 2 do 3-krotny moment dokręcania pierwotnego (zrywania)

Wartości sił docisku i momentów dokręcania są wartościami orientacyjnymi opartymi na doświadczeniu i mogą się różnić w zależności od zastosowania.

Wartości sił docisku i momentów dokręcania są wartościami orientacyjnymi opartymi na doświadczeniu i mogą się różnić w zależności od zastosowania.