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Rolamentos de esferas de contato angular para máquinas-ferramentas CNC
Durante o processo de projeto e fabricação de máquinas-ferramentas, a escolha do rolamento correto do fuso é crucial para garantir a precisão da usinagem e melhorar o desempenho do equipamento. Os rolamentos de contato angular são frequentemente usados no sistema de fuso de máquinas-ferramentas devido ao seu design exclusivo e características de desempenho. Rolamentos de esferas de contato angular de precisão são amplamente utilizados e seus elementos rolantes são esferas. Por serem de contato pontual (diferente do contato linear dos rolamentos de rolos), podem proporcionar velocidades mais altas, menor geração de calor e maior precisão de rotação.
Em algumas aplicações de fuso de velocidade ultra-alta, rolamentos híbridos com bolas de cerâmica (geralmente Si3N4 ou Al2O3) também são usados. Comparado com as esferas de aço endurecido tradicionais, o próprio material da esfera cerâmica oferece aos rolamentos de esferas cerâmicos as vantagens de alta rigidez, alta velocidade, resistência a altas temperaturas e longa vida útil, atendendo assim à alta demanda dos clientes por produtos de rolamentos para máquinas-ferramenta. Os rolamentos de esferas de contato angular têm um limite de velocidade alto, podem suportar cargas radiais e axiais ao mesmo tempo, e também podem suportar cargas axiais puras, com alta rigidez e capacidade de carga. Sua capacidade de carga axial é determinada pelo ângulo de contato e aumenta com o aumento do ângulo de contato.
Os ângulos de contato padrão são 15° (indicado pelo sufixo C), 25° (indicado pelo sufixo AC), 40° (indicado pelo sufixo B) e 30° (indicado pelo sufixo A). Um rolamento de esferas de contato angular de uma carreira só pode suportar cargas axiais unidirecionais. Ao suportar cargas radiais, causará forças axiais adicionais, portanto os rolamentos são geralmente usados em pares. A combinação DB (costas com costas) e a combinação DF (face a face) podem suportar cargas radiais e cargas axiais bidirecionais. O rolamento tem uma grande capacidade de carga, forte rigidez, rotação estável, alta velocidade limite e pré-interferência de folga ajustável, por isso é particularmente adequado para máquinas-ferramentas de precisão de alta velocidade.
Rolamentos de esferas de contato angular de duas carreiras
Rolamentos de esferas de contato angular de duas carreiras são basicamente rolamentos de uma carreira, costas com costas ou face a face, com o anel externo ou o anel interno integrados. Comparados aos rolamentos de esferas de contato angular de uma carreira, eles apresentam melhor rigidez e podem suportar cargas axiais bidirecionais. Ao mesmo tempo, eles também podem suportar um certo momento de tombamento. Seu efeito de uso é semelhante ao de dois rolamentos de esferas de contato angular de uma carreira configurados costas com costas.
Rolamentos de esferas de contato de quatro pontos
Os rolamentos de esferas de contato de quatro pontos são um tipo de rolamento separável ou rolamento de esferas de contato angular que pode suportar cargas axiais bidirecionais. Quando não há carga ou carga radial pura, a esfera de aço e a ponteira estão em contato de quatro pontos, daí a origem do nome. Quando há apenas uma carga axial pura, a esfera de aço e a ponteira tornam-se contato de dois pontos e podem suportar cargas axiais bidirecionais. Os rolamentos de esferas de contato de quatro pontos também podem suportar cargas de momento e têm as funções de rolamentos de esferas de contato angular de uma carreira e rolamentos de esferas de contato angular de duas carreiras. Os rolamentos de esferas de contato de quatro pontos são geralmente adequados para aquelas ocasiões em que há contato de dois pontos sob cargas axiais puras ou cargas combinadas com grandes cargas axiais. Os rolamentos de esferas de contato de quatro pontos têm um limite de velocidade alto e também são adequados para aquelas ocasiões em que é necessária operação em alta velocidade. O ângulo de contato dos rolamentos de esferas de contato de quatro pontos é 35° ou 45°.
Classes de rolamentos de contato angular
Os rolamentos são os principais componentes dos fusos das máquinas-ferramenta e das mesas rotativas e desempenham um papel vital no desempenho das máquinas-ferramentas. Para manter a capacidade de processamento das máquinas-ferramentas, devem ser utilizados rolamentos de alto desempenho. A precisão dos rolamentos utilizados no fuso das máquinas-ferramentas deve ser ISOP5 ou superior (P5 ou P4 é a precisão ISO, geralmente de baixa a alta (P0, P6, P5, P4, P2), e para o suporte do fuso de alta -máquinas-ferramentas de alta velocidade e alta precisão, como Máquinas-ferramentas CNC e centros de usinagem com precisão ISOP4 ou superior devem ser selecionados. Rolamentos do eixo incluem rolamentos de esferas de contato angular, rolamentos de rolos cônicos e rolamentos de rolos cilíndricos.
Vantagens dos rolamentos de contato angular
Seu desempenho afeta diretamente a precisão do processamento e a estabilidade do equipamento. Os rolamentos de contato angular possuem as seguintes características:
Alta rigidez: O design do ângulo de contato dos rolamentos de contato angular faz com que eles tenham alta rigidez, o que pode efetivamente reduzir a vibração e a deformação do fuso.
alta precisão: A precisão de fabricação dos rolamentos de contato angular é alta, o que pode garantir a estabilidade e precisão do fuso durante a operação.
Alta capacidade de carga: Os rolamentos de contato angular podem suportar grandes cargas radiais e axiais e são adequados para ocasiões de processamento de alta carga.
Vida longa: Os rolamentos de contato angular têm bom desempenho de lubrificação e vedação, o que pode reduzir o desgaste e prolongar a vida útil.
Seleção de rolamentos de contato angular
O fuso da máquina-ferramenta é o coração de toda a máquina-ferramenta. É a peça-chave para atingir a precisão do processamento da peça de trabalho e afeta diretamente o desempenho da máquina-ferramenta. Os métodos de produção de alta velocidade e eficientes de hoje apresentaram requisitos mais altos quanto à velocidade, precisão, capacidade de carga e ruído de funcionamento do fuso. Portanto, os projetistas e fabricantes de fusos enfrentam enormes desafios, e a análise correta da seleção de rolamentos pode ajudar os fabricantes de fusos a lidar com os desafios acima. Diferentes tipos de rolamentos têm seus próprios ambientes de aplicação aplicáveis, por isso é difícil formular uma regra de seleção universal. Para a seleção de rolamentos de precisão, é necessário considerar de forma abrangente os seguintes fatores: precisão, rigidez, velocidade e carga, etc. De acordo com os requisitos específicos da aplicação, determine qual fator é importante e, em seguida, faça seleções direcionadas. Ao selecionar rolamentos de contato angular, os seguintes fatores precisam ser considerados:
Tipo de carga: Selecione o tipo de rolamento de contato angular apropriado de acordo com o tipo de carga (carga radial, carga axial ou carga combinada) suportada pelo fuso.
Ângulo de contato: O tamanho do ângulo de contato afeta a capacidade de carga e a rigidez do rolamento. É necessário selecionar o ângulo de contato apropriado de acordo com os requisitos específicos da aplicação.
Tamanho e precisão: O tamanho e o grau de precisão do rolamento devem corresponder aos requisitos de projeto do fuso da máquina-ferramenta.
Lubrificação e vedação: Um bom sistema de lubrificação e vedação pode melhorar a vida útil e a confiabilidade do rolamento.
Instalação e manutenção de rolamentos de contato angular
A seleção de rolamentos de contato angular também depende dos requisitos específicos da aplicação e do projeto da máquina-ferramenta. Através da seleção e manutenção razoáveis de rolamentos de contato angular, a precisão de processamento e a estabilidade das máquinas-ferramentas podem ser significativamente melhoradas e a vida útil das máquinas pode ser estendida.
Instalação: A instalação dos rolamentos de contato angular deve ser realizada estritamente de acordo com as especificações técnicas para garantir a posição precisa do rolamento e evitar danos causados por instalação inadequada.
Lubrificação: Verifique e mantenha regularmente o sistema de lubrificação do rolamento para garantir que o rolamento esteja funcionando em boas condições de lubrificação.
Inspeção: Verifique regularmente o status operacional dos rolamentos e descubra e resolva prontamente possíveis problemas, como desgaste, folga, etc.
Fabricantes de rolamentos de contato angular
Os rolamentos de esferas de contato angular de precisão da AUBEARING são universalmente combinados e podem ser trocados com rolamentos do mesmo tipo e tamanho de outras marcas em grupos. Ao mesmo tempo, a AUBEARING controla o desvio de pré-carga axial de cada fileira de rolamentos dentro de uma faixa menor para atingir força de pré-carga e rigidez precisas.
Rolamento de esferas de contato angular de 15° pode suportar carga radial e certa carga axial. Existem dois tipos de estruturas: linha única e linha dupla. A linha única possui diferentes tamanhos com diâmetros nominais de 40mm a 650mm; a fileira dupla possui tamanhos diferentes com diâmetros nominais de 100mm a 400mm. Este tipo de rolamento geralmente consiste em um par de rolamentos dispostos costas com costas, face a face ou em série. A folga axial deve estar entre 2 e 4 μm. Este tipo de rolamento geralmente só suporta força axial em uma direção.
O rolamento de esferas de contato angular de 25° tem um ângulo de contato superior a 15°, portanto pode suportar forças axiais em ambas as direções. A estrutura deste tipo de rolamento também está disponível em carreira única e carreira dupla, e sua faixa de tamanho é a mesma dos rolamentos de esferas de contato angular de 15°. A folga axial de tais rolamentos deve estar entre 3 e 6 μm.
O rolamento de esferas de contato angular de 40° tem um ângulo de contato maior e pode suportar forças axiais em três direções. A estrutura desse tipo de rolamento também possui dois tipos: carreira única e carreira dupla, e sua faixa de tamanho é a mesma dos dois primeiros rolamentos. A folga axial de tais rolamentos deve estar entre 5 e 10 μm.
Série padrão de rolamentos de fuso
Esta série é dividida em classes P4 e P4S. Os anéis internos e externos e os elementos rolantes são geralmente feitos de aço 52100 totalmente endurecido. Sob certas condições, a velocidade da lubrificação com graxa pode atingir 650,000 DN e a velocidade da lubrificação com óleo pode atingir 1,000,000 DN. Comparado com a série de alta velocidade, o diâmetro do elemento rolante da série padrão é maior e a pré-carga é maior. É adequado para ocasiões com grandes cargas de corte e altos requisitos de rigidez dinâmica do sistema.
Além disso, a graxa é uma condição importante a ser considerada na seleção. Muita graxa afetará seriamente a dissipação de calor do rolamento e a temperatura operacional aumentará acentuadamente, o que fará com que a vida útil da graxa diminua rapidamente e reduza a vida útil do rolamento; pouca graxa não formará uma certa película de óleo lubrificante para separar o anel do eixo e o elemento rolante. O atrito entre eles causará um maior aumento de temperatura, o que também afetará a vida útil do rolamento. Para velocidades diferentes, a quantidade recomendada de graxa também é diferente. Quando a velocidade for inferior a 500,000 DN, a quantidade de graxa adicionada deverá ser de 25% a 40% do espaço livre dentro do rolamento; quando a velocidade for superior a 500,000 DN, a quantidade de graxa adicionada deverá ser de 15% a 20% do espaço livre dentro do rolamento. Deve-se observar que existem dois tipos de gaiolas na série padrão: gaiolas de náilon guiadas por corpos rolantes e gaiolas de baquelite guiadas por anéis externos. O espaço livre interno dos dois tipos de rolamentos é diferente e deve ser diferenciado no cálculo da quantidade de graxa adicionada.
Rolamentos de fuso da série de esferas de cerâmica
Esta série é da classe P4S, os anéis interno e externo são geralmente de aço 52100 totalmente endurecido e os elementos rolantes são materiais cerâmicos. Sob certas condições, a velocidade da lubrificação com graxa pode atingir 750,000 DN e a lubrificação com óleo pode atingir 1,500,000 DN. A capacidade de carga dinâmica radial e axial é equivalente à série padrão, mas a rigidez é aumentada em 50%; o peso da cerâmica é 60% mais leve que o do aço, o que reduz a força centrífuga do elemento rolante, reduzindo assim o fenômeno de deslizamento e rotação, e o calor gerado entre o elemento rolante e a pista também é reduzido em conformidade, estendendo o rolamento vida; ao mesmo tempo, o coeficiente de expansão térmica da esfera de cerâmica é baixo e, quando a temperatura aumenta durante a operação em alta velocidade, a força de pré-carga é menor do que a da esfera de aço da série padrão e a geração de calor é menor. Após comparação, a velocidade da série de esferas cerâmicas é cerca de 1.5 vezes maior que a da série padrão, e a vida operacional teórica pode ser de 3 a 5 vezes; quando alta velocidade, alta capacidade de carga e alta rigidez precisam ser atendidas ao mesmo tempo, a série de esferas cerâmicas deve ser considerada e a quantidade de graxa deve ser controlada dentro de 15% - 20% do espaço livre dentro do rolamento.
Rolamentos de fuso em série de alta velocidade
Esta série é de grau P4S, os anéis interno e externo são geralmente de aço 52100 totalmente endurecido e os elementos rolantes podem ser selecionados de aço 52100 totalmente endurecido ou materiais cerâmicos, e há dois tipos: aberto e selado sem contato de dupla face. Sob certas condições, a velocidade da lubrificação com graxa pode atingir 850,000 DN-1,000,000 DN, e a lubrificação com óleo pode atingir 1,700,000 DN-2,000,000 DN.
A série de alta velocidade é geralmente usada em centros de usinagem CNC de alta velocidade e fresadoras de alta velocidade porque pode atender aos requisitos de baixa geração de calor, baixa temperatura operacional e alta rigidez. As principais vantagens desta série são: Primeiro, o diâmetro do elemento rolante é reduzido e o número é aumentado. O formato da pista projetado com precisão reduz a área de contato entre o elemento rolante e a pista e reduz a geração de calor por atrito;
Em segundo lugar, a força centrífuga no elemento rolante de pequeno porte é reduzida durante a operação em alta velocidade, o fenômeno de deslizamento e rotação é enfraquecido e a geração de calor na área de contato é reduzida;
Terceiro, tanto o anel interno quanto o externo têm ombros altos e baixos, o que proporciona um canal aberto para o lubrificante, o que pode remover rapidamente o calor gerado durante a operação;
Quarto, o efeito de cisalhamento do lubrificante no elemento rolante é reduzido e a geração de calor é reduzida. Quando o requisito de velocidade é maior, você também pode escolher a série de esferas cerâmicas de alta velocidade com velocidade limite mais alta e rigidez dinâmica para reduzir ainda mais a geração de calor durante a operação, atingindo assim uma temperatura operacional mais baixa.
Conclusão
Os rolamentos de esferas de contato angular são ideais para equipamentos mecânicos de alta precisão, como máquinas-ferramentas CNC, devido à sua capacidade de suportar cargas radiais e axiais e ao seu bom desempenho em altas velocidades. A seleção e instalação corretas são essenciais para garantir a operação estável do equipamento a longo prazo.