Co powinieneś wiedzieć o łożyskach walcowych

Co powinieneś wiedzieć o łożyskach walcowych

Łożyska walcowe mają wysoką nośność promieniową i umiarkowane obciążenia wzdłużne. Zawierają cylindryczne rolki, ale nie są prawdziwymi cylindrami. Zamiast tego rolki te są ukoronowane lub odciążone, aby zmniejszyć koncentrację naprężeń. Taka geometria zapewnia niskie tarcie i umożliwia zastosowanie przy dużych prędkościach.

Łożyska walcowe są zwykle dostępne w klasach dokładności, takich jak RBEC-5, która jest klasyfikacją Rady Inżynierów Łożysk Rolkowych (RBEC). Klasy RBEC opisują zakres dokładności i tolerancji dla różnych typów łożysk. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższy numer RBEC, tym węższe tolerancje łożyska. Zazwyczaj łożyska walcowe są smarowane olejem, który służy również jako chłodziwo.

Zespoły łożysk walcowych

Łożyska walcowe są łożyskami promieniowymi. Wszystkie łożyska walcowe składają się z czterech podstawowych elementów: pierścienia wewnętrznego, pierścienia zewnętrznego, wałeczków i koszyka. Pierścienie łożyskowe i rolki przenoszą obciążenie, a koszyk utrzymuje rolki na miejscu.

Łożyska walcowe różnią się luzem i opcjami smarowania, w zależności od producenta. Można je wykonać razem z klatką lub jako kompletną część uzupełniającą. Niektóre nie mają żeber na obu pierścieniach, dzięki czemu pierścienie mogą poruszać się osiowo i mogą być używane jako łożyska swobodnego końca.

Najpopularniejszymi materiałami używanymi do budowy koszyków łożysk walcowych są stal tłoczona lub mosiądz obrabiany maszynowo. Mimo to niektórzy używają formowanego poliamidu, dzięki czemu łożysko pracuje płynniej i ciszej. W razie potrzeby hartowana stal wysokowęglowa lub nawęglana stal niskowęglowa zwiększa zmęczenie zginające i wytrzymuje duże obciążenia udarowe.

Części łożysk walcowych

Materiały na łożyska walcowe

Większość łożysk walcowych jest wykonana ze stali stopowej lub stali miękkiej. Niektóre zastosowania wymagają stosowania stali łożyskowych utwardzanych dyfuzyjnie lub na wskroś. Gatunki stali o wysokiej zawartości węgla nie wymagają nawęglania łożysk walcowych i mogą być utwardzane powierzchniowo poprzez nagrzewanie indukcyjne lub utwardzane poprzez konwencjonalne metody nagrzewania. W przypadku stosowania niskowęglowych, nawęglanych gatunków stali, węgiel wprowadza się po obróbce łożyska walcowego na głębokość wystarczającą do wytworzenia utwardzanej panewki, która może przenosić obciążenia łożyska. Dodatek węgla i stopów zapewnia odpowiednie połączenie twardej, odpornej na zmęczenie obudowy z wytrzymałym, plastycznym rdzeniem.

Specyfikacje łożysk walcowych

Otwór i średnica zewnętrzna (OD) to ważne parametry, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze łożyska walcowego. W przemyśle łożyskowym stosuje się standardowy system numeracji łożysk tocznych z otworami o średnicach metrycznych. W przypadku otworu o rozmiarze 04 i większym należy pomnożyć średnicę otworu przez 5, aby określić średnicę otworu w milimetrach (mm). Średnica zewnętrzna łożysk walcowych obejmuje obudowę, jeśli występuje, ale nie obejmuje kołnierza.

Inne ważne specyfikacje łożysk walcowych obejmują szerokość całkowitą, prędkość znamionową (olej), statyczne obciążenie osiowe, statyczne obciążenie promieniowe, dynamiczne obciążenie osiowe i dynamiczne obciążenie promieniowe.

  • Osiowe obciążenie statyczne i promieniowe obciążenie statyczne są odpowiednio maksymalnym obciążeniem osiowym i obciążeniem promieniowym, jakie łożysko może wytrzymać bez trwałego odkształcenia.

  • Osiowe obciążenie dynamiczne i promieniowe obciążenie dynamiczne to obliczone wartości obciążeń osiowych i promieniowych, jakie może wytrzymać grupa łożysk z tym samym pierścieniem zewnętrznym i nieruchomym pierścieniem wewnętrznym, gdy trwałość znamionowa pierścienia wewnętrznego wynosi 1 milion obrotów.

Rodzaje łożysk walcowych

Chociaż najpopularniejsze są łożyska walcowe jednorzędowe, dostępne są również łożyska walcowe wielorzędowe.

  • Rolki cylindryczne jednorzędowe są popularne, ponieważ można je rozdzielić, co ułatwia ich montaż i demontaż. Jednakże nie są w stanie wytrzymać dużych lub ponadgabarytowych obciążeń promieniowych, ponieważ dopuszczają obciążenia osiowe tylko w jednym kierunku.

  • Łożyska walcowe dwurzędowe często może rozwiązać problemy związane z nośnością. Łożyska dwurzędowe rozkładają obciążenie na większym obszarze i wytrzymują niestabilne obciążenia lub wibracje. Dodatkowo łożysko dwurzędowe zajmuje mniej miejsca w obudowie niż dwa łożyska jednorzędowe umieszczone tyłem do siebie. Optymalizuje również przenoszenie obciążenia pomiędzy dwoma rzędami.

  • Łożyska walcowe wielorzędowe lub czterorzędowe są zwykle używane jako łożyska szyjkowe. Cztery rzędy rolek wytrzymują większe obciążenia promieniowe. Wąskie tolerancje średnicy profilowanych rolek pozwalają łożysku równomiernie rozkładać obciążenia. W koszykach dla wielu rzędów rolek stosuje się zazwyczaj klatki palcowe wykonane z mosiądzu lub klatki palcowe ze stali miękkiej. Mimo to w przypadku większych rozmiarów stosuje się stalowe klatki z pustymi rolkami.

Łożysko walcowe jednorzędowe
Łożysko walcowe jednorzędowe
Łożyska walcowe dwurzędowe
Łożyska walcowe dwurzędowe
Łożyska walcowe czterorzędowe
Łożyska walcowe czterorzędowe

W zależności od konstrukcji lub bez żeber bocznych, łożyska jednorzędowe mają różne oznaczenia typu NU, NJ, NUP, N, NF, a łożyska dwurzędowe NNU, NN. Łożyska walcowe AST są dostępne w następujących seriach z różnymi konstrukcjami koszyków i rozmiarami metrycznymi:

  • Seria N – Łożyska konstrukcji N są jednorzędowymi łożyskami walcowymi i mają dwa stałe żebra na pierścieniu wewnętrznym, które utrzymują rolki i koszyk, oraz jeden gładki pierścień zewnętrzny. Konstrukcja ta pozwala na przemieszczenie osiowe wału w pewnych granicach w stosunku do oprawy. Dlatego łożyska toczne serii N są stosowane w zespołach łożysk swobodnych. Ponadto łożyska serii N praktycznie nie mają nośności wzdłużnej.

  • Seria NU – Są łożyskami walcowymi jednorzędowymi i mają dwa stałe żebra na pierścieniu zewnętrznym i jeden gładki pierścień wewnętrzny. Konstrukcja ta pozwala na przemieszczenie osiowe wału w pewnych granicach w stosunku do oprawy. Dlatego łożyska toczne serii NU są stosowane w zespołach łożysk swobodnych. Ponadto łożyska serii NU nie mają praktycznie żadnej nośności wzdłużnej.

  • Seria NJ – Są łożyskami walcowymi jednorzędowymi i mają dwa stałe żebra na pierścieniu zewnętrznym i jedno nieruchome żebro na pierścieniu wewnętrznym, które mogą prowadzić wał w jednym kierunku (osiowo).

  • Seria NUP – Są łożyskami walcowymi jednorzędowymi i mają dwa stałe żebra na pierścieniu zewnętrznym oraz, na pierścieniu wewnętrznym, żebro stałe i podkładkę podporową. Dzięki temu mogą służyć jako łożyska ustalające, prowadzące wał osiowo w obu kierunkach. Są łożyskami walcowymi jednorzędowymi i mają dwa stałe żebra na pierścieniu zewnętrznym i nie mają pierścienia wewnętrznego. Zamiast tego wykorzystuje wał jako przeciwległą bieżnię.

  • Seria NF – Łożysko tego typu może przenosić również przypadkowe obciążenia wzdłużne i ma dwa integralne żebra na pierścieniu wewnętrznym i jedno żebro na pierścieniu zewnętrznym.

  • Seria RNU – Są łożyskami walcowymi jednorzędowymi i mają dwa stałe żebra na pierścieniu zewnętrznym i nie mają pierścienia wewnętrznego. Zamiast tego wykorzystuje wał jako przeciwległą bieżnię.

  • Seria NN – Łożyska konstrukcji NN są łożyskami walcowymi dwurzędowymi i mają trzy stałe żebra na pierścieniu wewnętrznym, które utrzymują rolki i koszyk, oraz jeden gładki pierścień zewnętrzny. Konstrukcja ta pozwala na przemieszczenie osiowe wału w pewnych granicach w stosunku do oprawy. Dlatego łożyska toczne serii N są stosowane w zespołach łożysk swobodnych. Ponadto łożyska serii NN nie mają praktycznie żadnej nośności wzdłużnej.

  • Seria NNU – Są łożyskami walcowymi dwurzędowymi i mają trzy stałe żebra na pierścieniu zewnętrznym i jeden gładki pierścień wewnętrzny. Konstrukcja ta pozwala na przemieszczenie osiowe wału w pewnych granicach w stosunku do oprawy. Dlatego łożyska toczne serii NU są stosowane w zespołach łożysk swobodnych. Ponadto łożyska serii NNU nie mają praktycznie żadnej nośności wzdłużnej.

Dlaczego warto wybrać łożyska walcowe?

Przy wyborze łożyska należy wziąć pod uwagę kilka podstawowych czynników. Pierwszym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest obciążenie, jakie łożysko może przenieść – nośność. Istnieją dwa rodzaje obciążeń łożysk:

– Obciążenie promieniowe: prostopadle do wału, pod kątem prostym do wału (oś obrotu łożyska).

– Obciążenia osiowe (wzdłużne).: równoległy do ​​osi obrotu i działający w tym samym kierunku co oś. Rozważ, kiedy obciążenie jest równoległe do słupa.

Każdy typ jest zaprojektowany do przenoszenia obciążeń promieniowych lub osiowych. Jeśli potrzebujesz łożysk wymagających dużych obciążeń promieniowych, zalecane są łożyska walcowe.

Łożyska walcowe mają wysoką nośność promieniową i nadają się do dużych prędkości. Są w liniowym kontakcie z bieżniami. Zostały zaprojektowane tak, aby były niezawodne i idealne dla środowiska. Łożyska są wszechstronne i można je stosować w różnych zastosowaniach. Różnią się liczbą rzędów rolek (zwykle jeden, dwa lub cztery) i tym, czy mają klatki. Brak koszyka pozwala łożysku na posiadanie kolumn, które pomagają przenosić większe obciążenia promieniowe.

Dlaczego warto wybrać łożyska walcowe zamiast promieniowych łożysk kulkowych?

Łożyska walcowe są podobne do promieniowe łożyska kulkowe ponieważ są zaprojektowane tak, aby przenosić obciążenia promieniowe, minimalizując jednocześnie tarcie. W zależności od zastosowania i konstrukcji wewnętrznej łożyska, łożyska walcowe i łożyska kulkowe promieniowe mogą również przenosić niewielkie obciążenia osiowe.

Ogólnie rzecz biorąc, łożyska toczne zapewniają większą nośność niż łożyska kulkowe tego samego rozmiaru. Kolejną znaczącą różnicą między tymi dwoma typami łożysk jest ich powierzchnia styku. W przypadku łożysk kulkowych powierzchnia styku stanowi jeden punkt, podczas gdy łożyska wałeczkowe stykają się z większym obszarem.

Jakie są istotne zalety łożysk walcowych?

  • Wyższa nośność promieniowa w porównaniu do łożysk kulkowych

  • Konstrukcja rolek akceptuje większe prędkości niż inne typy łożysk tocznych

  • Odporny na uszkodzenia spowodowane zmęczeniem

  • Ma prostą średnicę zewnętrzną i wewnętrzną (może być również stożkowa)

  • Przepłukać wnętrze obudowy

  • Łatwy w instalacji, zmniejszający potencjalne uszkodzenia instalacyjne

  • Smukły, oszczędzający miejsce i wagę

  • Dostępne w różnych rozmiarach i materiałach

Zastosowania łożysk walcowych

Łożyska walcowe mają wiele zastosowań. Przykłady obejmują górnictwo, produkcję ropy naftowej, wytwarzanie energii, przesył energii, przetwarzanie cementu, kruszenie kruszyw i recykling metali. Niektóre łożyska walcowe są stosowane w brykieciarkach, urządzeniach do mieszania gumy, walcarkach, suszarkach obrotowych lub maszynach celulozowo-papierniczych. Inne stosowane są w sprzęcie budowlanym, kruszarkach, silnikach elektrycznych, dmuchawach i wentylatorach, przekładniach i napędach, maszynach z tworzyw sztucznych, obrabiarkach oraz silnikach i pompach trakcyjnych.

FAQ

Czy łożyska walcowe mają niskie tarcie?

Tak. Konstrukcja rolek i powierzchni umożliwia łożyskom walcowym przenoszenie dużych obciążeń przy niskim tarciu.

Jakie są przyczyny awarii łożysk walcowych?

Niewłaściwy montaż i uszczelnienie, awaria smaru oraz obecność zanieczyszczeń i zanieczyszczeń to najczęstsze przyczyny awarii łożysk. Dodatkowo przeciążenie może spowodować przegrzanie i awarię.

Jakich procedur konserwacyjnych powinienem przestrzegać?

Podobnie jak wszystkie łożyska, łożyska walcowe są podatne na rdzę, wżery, zarysowania i odpryski. Łożyska z powłoką powierzchniową pomagają zapobiegać tym stanom, wydłużając żywotność łożyska.

Jaką obróbkę powierzchni należy zastosować w przypadku łożysk walcowych?

Powłoki cynkowo-niklowe, cynkowe i fosforanowe są odporne na rdzę, wżery, zarysowania i odpryski.