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Você deve saber sobre gaiolas de rolamento
Embora o rolamento seja composto de muitas partes, a gaiola também pode ser considerada o “vaso sanguíneo” do rolamento. Portanto, no desempenho do rolamento, o material da gaiola está diretamente relacionado à eficiência do rolamento. A gaiola do rolamento é uma peça do rolamento que envolve todos ou parte dos corpos rolantes e se move com eles para isolá-los. Geralmente também guia os corpos rolantes e os mantém dentro do rolamento.
Quando um rolamento está funcionando, especialmente quando a carga é complexa e gira em alta velocidade, a gaiola deve suportar grande força centrífuga, impacto e vibração. Há um grande atrito de deslizamento entre a gaiola e os corpos rolantes, e uma grande quantidade de calor é gerada. O efeito combinado de força e calor pode levar a falha na gaiola, e em casos graves, a gaiola pode ser queimada e quebrada. Portanto, o material da gaiola deve ter boa condutividade térmica, boa resistência ao desgaste, pequeno coeficiente de atrito, pequena densidade, uma certa combinação de resistência e tenacidade e boa elasticidade e rigidez. Um coeficiente de expansão semelhante ao dos elementos rolantes. E bom desempenho de processamento. Além disso, a gaiola também é afetada por meios químicos, como lubrificantes, aditivos lubrificantes, solventes orgânicos e refrigerantes.
O principal objetivo da gaiola do rolamento é manter uma distância adequada entre os corpos rolantes e evitar o contato direto entre os corpos rolantes adjacentes para manter o atrito e o calor resultante em um nível mínimo; para manter os corpos rolantes distribuídos uniformemente Em todos os rolamentos, a carga pode ser distribuída uniformemente em todos os rolamentos, para que a carga possa ser distribuída uniformemente e reduzir o ruído. Os corpos rolantes podem ser guiados corretamente na zona sem carga para melhorar as condições de rolamento no rolamento e evitar acidentes destrutivos. arrastar.
Classificação das gaiolas de rolamento
As gaiolas comumente usadas são divididas principalmente em gaiolas metálicas e gaiolas não metálicas de acordo com os tipos de materiais. Existem também gaiolas compostas, etc. As gaiolas de rolamentos para fins especiais também devem atender aos requisitos de condições especiais de trabalho. Como resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, autolubrificante (usada em vácuo) ou não magnética, etc.
Material da gaiola de aço
Devido à sua alta resistência, boa tenacidade e facilidade de processamento, os materiais de gaiola de aço são comumente usados em rolamentos. Normalmente, os retentores de aço são estampados a frio em chapas de aço carbono de alta qualidade. Além disso, outros métodos de processamento mecânico também podem ser usados conforme necessário. Os materiais de gaiola de aço comumente usados incluem 20, 30, 45, 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti, 40CrNiMo, ML15, ML20, etc. As gaiolas de aço são geralmente tratadas termicamente para eliminar o estresse e restaurar a plasticidade. Incluindo têmpera de alta temperatura, recozimento de recristalização, etc. Para reduzir o coeficiente de atrito da gaiola de aço, a gaiola acabada deve ser tratada superficialmente, se necessário.
Materiais de gaiola de metal não ferroso
Diferente do aço, os metais não ferrosos possuem propriedades especiais próprias. Por exemplo, a liga de alumínio tem características de baixa densidade, boa condutividade térmica e boa resistência à corrosão; a liga de cobre tem características de boa condutividade térmica, pequeno coeficiente de atrito, boa conformabilidade e alta temperatura operacional; A liga de zinco-alumínio tem as vantagens de baixo custo, baixa densidade e excelente desempenho.
Materiais de gaiola não metálicos
Os materiais não metálicos da gaiola incluem principalmente polímeros e materiais compósitos, incluindo náilon, fita fenólica, politetrafluoroetileno, etc. Os materiais poliméricos têm uma boa combinação de resistência e elasticidade. As boas propriedades de deslizamento permitem que a gaiola de polímero gere apenas uma pequena quantidade de atrito quando se move em relação à superfície lubrificada do elemento rolante, minimizando assim a geração de calor e o desgaste do rolamento. Na condição de falta de lubrificante, a gaiola de polímero ainda apresenta excelentes características de movimento. Pode garantir que os rolamentos continuem a operar por um período de tempo sem danos. Devido à menor densidade dos polímeros, as gaiolas feitas com eles apresentam menos inércia.
Além de ser feita de materiais puros, a gaiola também utiliza materiais poliméricos modificados. Use outros materiais para enchimento ou reforço.
Depois que a gaiola for instalada no rolamento. Devido à folga entre a gaiola e os elementos rolantes, a gaiola pode ser deslocada na direção radial, que é chamada de deslocamento radial. Seu deslocamento pode ser expresso pela seguinte fórmula:
Deve-se garantir que quando a gaiola atingir o deslocamento radial máximo, a gaiola não entre em contato com o anel do rolamento.
Processo de fabricação da gaiola de rolamento
Gaiola fundida
As matérias-primas da gaiola fundida são liga de alumínio e latão. As matérias-primas são derretidas e despejadas no molde de fundição da máquina de fundição, e a gaiola é fundida de uma só vez. A porta de fundição é girada em um torno.
(1) A gaiola é fundida diretamente, o que pode obter boa forma geométrica e precisão dimensional sem processamento mecânico e possui alta eficiência de produção.
(2) Após a fundição, o metal cristaliza e solidifica, com estrutura precisa, boa qualidade superficial e resistência ao desgaste.
(3) Alta taxa de utilização de material e custo reduzido.
No entanto, ao fundir uma gaiola de liga de alumínio, é necessário equipamento de grande tonelagem e o projeto e a fabricação do molde são complicados. Os bolsos da gaiola são facilmente tensionados durante a fundição. Nas condições em que o rolamento está sujeito a impacto, vibração e velocidade variável, a qualidade da gaiola fundida precisa ser melhorada ainda mais.
Gaiola fundida de plástico
Plásticos de engenharia granulares secos a vácuo são colocados em um barril, aquecidos por fios de resistência e derretidos até um estado semilíquido. Pressurizadas por um êmbolo ou parafuso móvel, as matérias-primas semilíquidas são injetadas do bico no molde de formação da máquina injetora. Depois de isolado, obtenha a gaiola necessária após o resfriamento.
(1) A gaiola é moldada em uma moldagem por injeção, que pode obter forma geométrica precisa e precisão dimensional e baixo valor de rugosidade superficial sem a necessidade de processamento mecânico, e a eficiência de produção é alta.
(2) O molde e a fundição de plástico são simples de formar, o rolamento é fácil de montar e é fácil de realizar o controle automático.
(3) A gaiola de plástico possui boas propriedades como resistência ao desgaste, antimagnética e baixo atrito.
No entanto, devido às deficiências de deformação térmica, envelhecimento e fragilidade do próprio plástico, bem como alguns problemas na estrutura da gaiola e no processo de injeção de plástico, a aplicação da gaiola fundida de plástico é limitada.
Para gaiolas plásticas de engenharia, o desempenho de cada fabricante é ligeiramente diferente, mas geralmente são semelhantes. Este tipo de gaiola é leve e adequada para aplicações de alta velocidade. acima, o modo de falha deste tipo de gaiola não é o estouro repentino, por isso é adequado para algumas ocasiões onde o desligamento repentino não é permitido. Porém, para máquinas de mineração, este tipo de gaiola não é adequada para uso por questões de segurança, pois seus danos não ocorrem repentinamente, mas à medida que a temperatura sobe gradativamente até um determinado nível, ela fica completamente danificada, o que será muito perigoso em situações explosivas. . Ao mesmo tempo, este tipo de gaiola tem um limite de temperatura, geralmente -40 ~ 120 ℃: Basicamente não há obstáculo para a gaiola de latão, mas não é adequada para ambientes com amônia. Geralmente, rolamentos pequenos não utilizam gaiolas de cobre. Não há restrições quanto às gaiolas de aço, mas os rolamentos de grande porte não utilizam gaiolas de aço.
Como escolher uma gaiola de rolamento
Os materiais das gaiolas dos rolamentos podem ser classificados de acordo com seus materiais de fabricação e cenários de aplicação. A seguir estão alguns materiais comuns da gaiola do rolamento:
Gaiola de aço: Geralmente feito de aço carbono ou liga de aço de alta qualidade, possui características de alta resistência, resistência ao desgaste e resistência à corrosão. Adequado para aplicações de alta velocidade, carga pesada e alta temperatura, como rolamentos em motores aeroespaciais e caixas de câmbio de automóveis.
Vantagens e desempenho: Este tipo de gaiola possui material leve e de alta resistência. É usado principalmente em rolamentos rígidos de esferas, rolamentos autocompensadores de rolos e rolamentos de rolos cônicos e geralmente não é afetado por lubrificantes à base de óleo mineral ou contendo álcalis em rolamentos.
Limitações de uso: suscetível à ferrugem devido à influência da água e do vapor d'água;
Temperatura operacional: A temperatura operacional da gaiola pode chegar a 300°C.
Gaiola de latão: Geralmente feito de latão ou bronze, possui excelente resistência ao desgaste, resistência à corrosão e baixo coeficiente de atrito. Adequado para aplicações de velocidade média e carga leve, como rolamentos em eletrodomésticos, instrumentos e equipamentos de escritório.
O latão tem alta resistência à tração e não é afetado por lubrificantes comuns para rolamentos. É frequentemente usado em rolamentos de pequeno e médio porte. Porém, devido ao alto preço do cobre, o preço das gaiolas de latão também é alto. As principais características são as seguintes:
Tipo de gaiola: estampada e sólida, a estampagem só é adequada para tamanhos pequenos e médios;
Material: Placa de latão, fundição de latão ou forjamento de latão. O latão tem alta resistência à tração e sua resistência mecânica é equivalente à da gaiola de estampagem de chapa de aço, mas sua densidade é relativamente pequena, sua velocidade limite é alta e seu preço é mais alto.
Vantagens: Não é afetado por lubrificantes, inclusive óleos e graxas sintéticas;
Restrições de uso: As gaiolas de latão não podem ser usadas em situações acima de 300°C e não são adequadas para amônia (como resfriamento), porque a amônia causará quebra sazonal do latão;
Temperatura operacional: A temperatura operacional está abaixo de 300°C.
Gaiola de náilon: Geralmente feito de poliamida (PA66) e outros plásticos de engenharia para moldagem por injeção, possui características de leveza, resistência à corrosão, bom isolamento e fácil processamento. Adequado para aplicações de carga leve, baixa velocidade e alta temperatura, como rolamentos em ferramentas elétricas, máquinas de costura e máquinas de processamento de alimentos. O material de nylon poliamida tem as vantagens de alta elasticidade e peso leve. Esta gaiola possui propriedades deslizantes e autolubrificantes muito boas. É um produto de nova geração que atualmente substitui as gaiolas de ferro.
Vantagens e desempenho: O material de nylon poliamida tem as vantagens de alta elasticidade e peso leve.
Esta gaiola possui propriedades deslizantes e autolubrificantes muito boas. Especialmente adequado para situações onde há tensão de impacto vibratório ou alta aceleração e desaceleração, ou os anéis interno e externo do rolamento estão inclinados um em relação ao outro;
Limitações de uso: A gaiola de poliamida-nylon pode ser afetada por lubrificação especial (aditivos corrosivos no lubrificante) e não pode ser utilizada em vácuo, pois ficará quebradiça devido à desidratação;
Temperatura de trabalho: A temperatura de trabalho é inferior a 120°C e superior a -40°C. Se a temperatura for muito baixa, o náilon perderá a elasticidade.
Gaiola fenólica: composto por resina fenólica, tecido de fibra de vidro e outros materiais, possui características de alta resistência, resistência a altas temperaturas e boas propriedades de isolamento. Adequado para aplicações de alta temperatura e alta velocidade, como rolamentos em motores de aeronaves e turbinas a gás.
Outros materiais: Além dos materiais comuns mencionados acima, existem também outros materiais utilizados na fabricação de gaiolas de rolamento, como alumínio, magnésio e outros materiais metálicos leves, além de alguns materiais compósitos. Esses materiais são normalmente selecionados com base nos requisitos da aplicação específica.
Fatores a serem considerados ao escolher uma gaiola de rolamento
Ambiente de trabalho: O ambiente de trabalho do rolamento tem grande influência no material da gaiola. Por exemplo, em ambientes de alta temperatura, devem ser selecionados materiais resistentes a altas temperaturas, como gaiolas de aço ou fita fenólica; em ambientes corrosivos, devem ser selecionados materiais resistentes à corrosão, como gaiolas de cobre ou náilon.
Tipo de rolamento: Diferentes tipos de rolamentos possuem diferentes materiais de gaiola. Por exemplo, rolamentos rígidos de esferas, rolamentos autocompensadores de rolos e rolamentos de rolos cônicos geralmente usam gaiolas de aço; enquanto os rolamentos de rolos cilíndricos podem usar gaiolas de cobre ou náilon.
Velocidade e carga: A velocidade e a carga também são fatores importantes na seleção do material da gaiola. Em condições de alta velocidade e carga pesada, é necessário escolher materiais com alta resistência, resistência ao desgaste e resistência à corrosão, como gaiolas de aço ou cobre.
Economia: Na premissa de atender aos requisitos de desempenho, os fatores econômicos devem ser considerados. Alguns materiais leves e de baixo custo, como os plásticos de engenharia, são adequados para cargas leves, baixas velocidades e altas temperaturas.
Outros fatores: Além disso, fatores como tamanho, formato, método de processamento e requisitos de instalação da gaiola precisam ser considerados.
Vários fatores precisam ser considerados ao selecionar uma gaiola de rolamento, incluindo ambiente de trabalho, tipo de rolamento, velocidade e carga, economia e outros fatores relacionados. Em aplicações reais, a seleção deve ser baseada em requisitos e condições específicas para garantir a operação normal e a vida útil do rolamento.