Nasleduj ma:
Dokonalý sprievodca klznými ložiskami a puzdrami
V dnešnom priemyselnom systéme sa klzné ložiská, puzdrá a ložiská stali nevyhnutnými súčasťami. Existuje vhodná metafora, že „ložiská sa stali potravinou priemyslu“. Hlavnou funkciou klzných ložísk, puzdier a ložísk je podopierať rotujúce teleso, aby sa čo najviac znížilo trenie, účinne sa znížil hluk, znížila spotreba energie, maximalizovala sa účinnosť stroja a urýchlila sa aplikácia a výrazne sa predĺžila životnosť stroja. V oblasti spojovacích prvkov, klzných ložísk, puzdier a ložísk je však ťažké povedať, že existuje spoločný názov. Napríklad neúplné štatistiky naznačujú, že existuje viac ako 400 000 typov ložísk. Dokonca aj rôzne názvy môžu predstavovať to isté ložisko. Hlavný rozdiel medzi klznými ložiskami a puzdrami spočíva v ich rôznych použitiach. Výber správneho typu klzného ložiska, puzdra alebo ložiska pre vašu priemyselnú aplikáciu, aby sa splnili určité požiadavky, si vyžaduje množstvo vedomostí. Musíte poznať kľúčové rozdiely medzi klznými ložiskami, puzdrami, ložiskami, ich použitím v priemysle a výrobe a... V tomto článku sa podrobne pozrieme na charakteristiky a použitie ložísk s puzdrom, puzdier a ložísk , pričom objasníme ich funkcie, materiály a kľúčové rozdiely.
Rozdiel medzi objímkovými ložiskami a puzdrami
Krátke a jednoduché: Objímkové ložiská a puzdrá sú rovnaké. Objímkové ložiská sú objímky alebo rúrky, ktoré umožňujú lineárny alebo rotačný pohyb. Presne na to slúžia puzdrá. Pojmy klzné ložisko a puzdro sa používajú zameniteľne. Preto v popise, ktorý nasleduje, autor tohto článku použije tieto dva pojmy náhodne. V skutočnosti môžu byť ako puzdrá použité klzné ložiská, klzné ložiská, radiálne ložiská a klzné ložiská; tieto výrazy popisujú rôzne štýly puzdier. Stručne povedané, puzdro je vždy ložisko, ale nie všetky ložiská sú puzdrá.
Čo je puzdro (objímkové ložisko)?
Puzdro – často nazývané objímkové ložisko, je valcové ložisko používané na podopretie zaťaženia na operačnom hriadeli, ktoré sa posúva tam a späť medzi pohyblivými povrchmi. Puzdrá sú špeciálne ložiská, ktoré môžu byť vyrobené z rôznych materiálov a posúvajú sa na tyči alebo hriadeli, poskytujú extrémne nízky trecí pohyb, vynikajúce tlmenie nárazov a minimalizujú spotrebu energie, hluk a opotrebovanie a zároveň poskytujú účinné tesnenie, chránené pred prachom a vlhkosťou. . . Našťastie sú puzdrá samomazné, vďaka čomu sú ideálne pre nenáročnú alebo bezúdržbovú prevádzku. Samomazanie sa dosahuje prostredníctvom rovnomerného vzoru jamiek na povrchu puzdra, ktoré fungujú ako zásobníky tuku. Bez ohľadu na typ alebo veľkosť použitých klzných ložísk majú oproti tradičným guľôčkovým alebo valčekovým ložiskám výhodu vďaka nižšiemu koeficientu trenia vďaka minimálnej kontaktnej ploche. Vďaka tomu sú puzdrá ideálne pre aplikácie, kde je rozhodujúca rýchlosť, presnosť a odolnosť. S ohľadom na tieto výhody je ľahké pochopiť, prečo sú dnes klzné ložiská v mnohých odvetviach také populárne. Puzdrá sú široko používané v automobiloch, bielej technike, vŕtacích nástrojoch, motoroch, hydraulických čerpadlách s vonkajším ozubením atď. V automobilovom priemysle napríklad klzné ložiská zabezpečujú rotačný lineárny pohyb v pántoch, systémoch nastavenia sedadiel a volantoch. Niektoré nylonové puzdrá môžu fungovať bez použitia mazív a sú vhodné najmä pre potravinársky a textilný priemysel, kde sa uprednostňujú suché aplikácie.
Aké typy puzdier existujú?
Na trhu je niekoľko puzdier rôznych typov. Vo všeobecnosti môžu byť puzdrá klasifikované na základe materiálu a tvaru. Objímkové ložiská môžu byť vyrobené z rôznych materiálov. Patria sem kovy, bimetaly, keramika, kameň, grafit, kompozity a plasty. Funkcia objímkového ložiska závisí od výberu materiálu, pretože materiál určí pevnosť, pružnosť, koeficient trenia atď.
Klasifikované podľa materiálu, existujú tri bežné typy puzdier: kompozitné puzdrá, kovové puzdrá a plastové puzdrá. Podľa klasifikácie tvaru možno puzdrá rozdeliť do šiestich typov: obyčajné puzdrové puzdrá, prírubové puzdrá, prítlačné podložky, delené puzdrá, kompozitné puzdrá a prírubové kompozitné puzdrá.
Polymérové alebo kompozitné puzdrá
Polymérne puzdrá sú väčšinou chemicky inertné; majú nízku absorpciu vody a môžu pracovať pri vysokých teplotách bez deformácie. Polymérne puzdrá možno tiež nazývať kompozitné puzdrá. Sú vhodné do podmienok vysokého zaťaženia a sú najčastejšie používanými puzdrami. Kompozitné puzdrá poskytujú nízke trenie a odolnosť proti opotrebovaniu, čím minimalizujú poškodenie stroja spôsobené nesprávnym mazaním. Sú vyrobené z materiálov s vysokou odolnosťou voči vplyvom prostredia, tepelnou odolnosťou, nízkym koeficientom trenia a nelepivými vlastnosťami. Jedinou nevýhodou je, že sú veľmi flexibilné, čo znamená, že sa môžu pri práci skrútiť. Pridaním plnív možno aj tento problém vyriešiť a umožniť výrobcom ponúkať vysoko všestranné návleky. Polymérové alebo kompozitné puzdrá sa používajú na prenos rotačného pohybu a môžu nahradiť tradičné ložiská v nebezpečných prostrediach. Polymérové alebo kompozitné puzdrá môžu byť použité v rôznych priemyselných odvetviach, vrátane stavebných zariadení, hydraulických systémov, zdravotníckych zariadení, letectva a kozmonautiky.
POM priechodky
Puzdrá z POM sú vyvinuté s ohľadom na samomazanie, ponúkajú dobrú odolnosť proti opotrebovaniu a nízky koeficient trenia. Vhodné pre ťažké zaťaženia pri nízkych rýchlostiach, aby sa znížili vibrácie a hluk strojov. Puzdrové ložiská z POM tiež pomáhajú znižovať hromadenie tepla spôsobené trením, čím sa predlžuje životnosť ložísk až štyrikrát dlhšie ako u ložísk vyrobených z iných konvenčných materiálov (oceľ). Polyoxymetylénové puzdrá alebo puzdrá z POM sú zvyčajne vyrobené z oceľového podkladu a potiahnuté spekanou vrstvou medi/bronzu. Nakoniec sa na vrstvu medi/bronzu pridá vrstva POM, ktorá obsahuje mazacie jamky, ktoré zadržiavajú mazivo. Puzdrá z POM sa široko používajú v poľnohospodárstve, stavebníctve, strojárstve a stavebníctve.
PTFE puzdrá
PTFE puzdrá sú vyrobené z dvoch rôznych materiálov, polytetrafluóretylénu a kovu, a bežne sa používajú v rôznych odvetviach. Ich hlavnou funkciou je znižovať trenie medzi pohyblivými časťami v strojoch. PTFE puzdrá sú vhodné pre rôzne priemyselné aplikácie vďaka svojej schopnosti odolávať vysokým teplotným výkyvom a možno ich použiť v rôznych odvetviach, ako sú elektrické, tepelné, jadrové, chemické, farmaceutické a dokonca aj elektrárne.
Nylonové priechodky
Nylonové puzdrá sú pevné a odolné a v mnohých aplikáciách čoraz častejšie nahrádzajú kovové puzdrá. Nylon má vynikajúcu odolnosť voči opotrebovaniu a nevyžaduje žiadne vonkajšie mazanie. Stojí za zmienku, že nylonové puzdrá pri chode nevydávajú taký hluk ako kovové puzdrá. Majú nízky koeficient trenia a vysokú odolnosť voči slabým kyselinám, palivám a zásadám.
Kovové puzdro
Ako všetci vieme, kovové puzdrá sú vyrobené z kovu alebo kovových zliatin. Tieto kovové puzdrá majú veľmi vysokú mechanickú pevnosť a sú obzvlášť vhodné pre vysokorýchlostné a vysoko zaťažené aplikácie zahŕňajúce mazanie. Ktoré kovové puzdro sa použije, závisí od priemyselného prostredia alebo typu aplikácie. Kovové puzdrá majú rôzne spôsoby mazania v závislosti od ich veľkosti, konštrukcie a použitia.
Bronzové puzdro
Bronzové puzdro je preferovaným materiálom pre kovové puzdrá. Bronzové puzdrá sú odolnejšie voči deformácii a zlomeniu ako klzné ložiská vyrobené z iných materiálov. Rovnako ako plast, aj bronzové ložiská sú pevné a odolné voči hrdzi. Bronzové puzdrá sa široko používajú v spracovaní potravín, vstrekovaní plastov, automobilových strojoch, zemných strojoch, výrobe ocele atď. Bronzové puzdrá ponúkajú vynikajúcu odolnosť a dlhú životnosť. Nekorodujú a ľahko sa nedeformujú. Bronzové puzdrá však vyžadujú počas prevádzky značné množstvo mazania, čo robí ich údržbu drahšou ako pri plastových puzdrách.
Grafitové puzdrá
Grafitové puzdrá sa používajú v mnohých aplikáciách vďaka svojim jedinečným mechanickým a fyzikálnym vlastnostiam. Grafitové puzdrá majú veľmi nízky koeficient trenia, čo pomáha zvyšovať účinnosť, produktivitu a výkon spriadacích strojov. Grafit, prirodzene olejovitý minerál, je najlepším materiálom pre puzdrá, pretože znižuje trenie bez použitia ďalšej kvapaliny. Grafit má najmä najvyššiu teplotnú stabilitu a zachováva si svoj tvar a štruktúru pri teplotách až do 2 000 °C. Grafitové vložky sa používajú v rôznych aplikáciách vrátane pecí a rúr, potravinárskych aplikácií, chemického priemyslu, automobilového priemyslu, kovospracujúceho priemyslu a ...
Oceľové puzdrá
Oceľové puzdrá . Ako už názov napovedá, oceľové puzdrá sú vyrobené z ocele alebo nehrdzavejúcej ocele. Tieto puzdrá sú vyrobené z vysoko odolnej ocele, vďaka čomu sú ideálne pre aplikácie s nízkou rýchlosťou otáčania. Oceľové puzdrá sa vyrábajú s použitím ekologických výrobných metód, ktoré zvyšujú výťažnosť materiálu a znižujú odštiepkovanie.
Mosadzné puzdro
Mosadzné puzdro je vyrobené z mosadze a zvyčajne je súčasťou otočného hriadeľa, ktorá pomáha chrániť teleso pred akýmkoľvek poškodením spôsobeným silou prenášanou cez hriadeľ. Mosadzné puzdrá sa používajú najmä v elektromotoroch, automobilových motoroch atď. Okrem toho sa mosadzné puzdrá dodávajú v rôznych veľkostiach, pretože sa hodia na tenké aj hrubé steny, príruby, valcové, prírubové atď.
Hliníkové púzdra
Hliníkové puzdrá sú uprednostňované pre svoju tvrdosť, ktorá zabezpečuje dlhú životnosť. Spočiatku sa používali na bicykloch, ale postupne sa začali používať aj na autách a v súčasnosti sa používajú na rôznych strojoch. Hliníkové puzdrá odolávajú veľkému axiálnemu a radiálnemu zaťaženiu, vďaka čomu sú dôležitým kandidátom na použitie v leteckom a poľnohospodárskom priemysle. Medzi bežné aplikácie hliníkových puzdier patrí použitie v hydraulických valcoch používaných na montáž prístrojov (ako sú vypúšťacie zátky/náplne kvapalín, kontrolky kvapaliny alebo odvzdušňovacie prvky), nádob a nádrží.
Bimetalové objímkové ložiská
Bimetalové puzdrové ložiská sú vyrobené z dvoch rôznych kovov. Vo väčšine prípadov je prvým kovom oceľ, zatiaľ čo iné kovy môžu byť od medi po hliník alebo dokonca mosadz. Bimetalová vrstva slúži ako vnútorný kryt puzdra a poskytuje dobrú ochranu pred opotrebením. Sú obzvlášť užitočné v aplikáciách, ktoré pracujú s miernym zaťažením pri stredných rýchlostiach alebo s vysokým zaťažením pri nízkych rýchlostiach.
Typy puzdier podľa tvaru
Pokiaľ ide o tvar, existuje šesť hlavných typov puzdier.
Objímky s obyčajným rukávom
Objímky s obyčajným puzdrom majú vo všeobecnosti valcový tvar a sú vyrobené podľa priemyselných štandardných rozmerov. Valcové puzdro má na vnútornej a vonkajšej strane podložky, ktoré podopierajú klznú vrstvu v strede. Valcové puzdrá sú pevnejšie ako ložiská a dokážu vydržať vyššie zaťaženie ako kovové ložiská, vďaka čomu sú ideálne pre jednosmerné premenlivé zaťaženia, otočný pohyb a axiálne vodiace ložiská.
Materiál: Typicky vyrobené z bronzu, mosadze alebo iného samomazného materiálu.
dizajn: Valcový s vnútorným a vonkajším priemerom.
Využitie: Všeobecné aplikácie vyžadujúce nízke trenie a strednú nosnosť.
Prírubové puzdro
Prírubové puzdrá sú podobné valcovým puzdrám, ale s jedným zjavným rozdielom: majú prírubu na jednom konci. Príruby možno použiť na rôzne účely, od montáže alebo vyrovnávania puzdier až po pohodlnú inštaláciu. Prírubové puzdrá, bežne používané v aplikáciách s priechodnými skrutkami, umožňujú použitie skrutiek s menším priemerom na zníženie hmotnosti bez toho, aby to malo za následok menšiu opornú plochu upevňovacieho prvku pre nosníkovú stenu, a zároveň znižuje namáhanie závitov montážnych skrutiek.
dizajn: Podobné ako bežné objímkové puzdro, ale s prírubou na jednom konci, ktorá poskytuje axiálnu podporu.
Využitie: Používa sa, keď puzdro potrebuje odolávať axiálnemu pohybu.
Axiálna podložka
Samotná prítlačná podložka nie je puzdro, ale je to veľmi dôležitý komponent. Zdá sa, že ide o plochú podložku, ktorá sedí medzi stacionárnym komponentom a valivým povrchom, podporuje axiálne zaťaženie alebo pohyb zo strany na stranu na hriadeli a obmedzuje akýkoľvek pohyb pozdĺž hriadeľa. Tvoria povrch, na ktorom je uložené ložisko alebo puzdro.
dizajn: Ploché alebo prírubové puzdro podobné podložke.
Využitie: Navrhnuté na prenášanie axiálneho zaťaženia, zvyčajne v kombinácii s radiálnymi puzdrami.
Rozdelené puzdro
dizajn: Tieto puzdrá sa dodávajú v dvoch poloviciach a možno ich ľahko nainštalovať a odstrániť bez potreby ďalšieho demontážneho zariadenia.
Využitie: Ideálne pre aplikácie, kde je demontáž náročná alebo časovo náročná.
Kompozitné puzdro
materiály: Vyrobené z kombinácie materiálov, ako je kovový podklad a vrstva PTFE (polytetrafluóretylén).
Využitie: Nízke trenie, vysoká odolnosť proti opotrebeniu a samomazacie vlastnosti ho robia vhodným pre rôzne aplikácie.
Prírubové kompozitné puzdro
dizajn: Podobné ako kompozitné puzdrá, ale s prírubou pre axiálnu podporu.
Využitie: Kombinuje výhody kompozitných materiálov so zvýšenou axiálnou stabilitou.
Výhody klzných ložísk
Objímkové ložiská sú ideálne pre mnohé aplikácie kvôli ich jednoduchosti a odolnosti. Znižujú spotrebu energie počas prevádzky tým, že poskytujú nízke trenie medzi hriadeľom a ložiskami. Objímkové ložiská majú tiež malý pôdorys, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie s obmedzeným priestorom. Navyše, vďaka svojmu jednoduchému dizajnu sa dá ľahko zložiť alebo rozložiť. Objímkové ložiská poskytujú vynikajúcu ochranu proti časticiam prachu, špine a iným nečistotám, ako aj opotrebeniu spôsobenému vysokými teplotami. Okrem toho tieto puzdrá nevyžadujú žiadnu údržbu, pretože nevyžadujú mazanie ako väčšina ostatných typov ložísk. Preto sú klzné ložiská cenovo výhodným riešením, ktoré zlepšuje prevádzkovú efektivitu a zároveň znižuje prevádzkové náklady. Okrem toho ich možno použiť v suchých aj mokrých podmienkach bez akýchkoľvek úprav.
Spoľahlivosť klzných ložísk z nich robí atraktívnu voľbu pre priemyselné stroje, ktoré vyžadujú spoľahlivé komponenty riadenia pohybu; preto niet divu, že mnoho firiem sa pri navrhovaní zariadení spolieha na tento typ ložísk. Celkovo sú klzné ložiská všestranné komponenty, ktoré umožňujú hladkú prevádzku pri nižších nákladoch ako alternatívy, ako sú guľkové alebo valčekové ložiská. Napriek tomu je jasné, prečo sú v tomto odvetví naďalej populárne.
Nevýhody klzných ložísk
Objímkové ložiská nie sú navrhnuté pre vysoké otáčky, pričom štúdie ukazujú, že ich maximálna rýchlosť je okolo 5,000 XNUMX ot./min. Toto obmedzenie môže spôsobiť množstvo problémov v aplikáciách, ktoré vyžadujú vyššie otáčky, ako sú motory a ventilátory. Ďalším problémom klzných ložísk je, že pri použití v náročných aplikáciách, ako sú veľké priemyselné stroje, majú tendenciu mať obmedzenú životnosť. Ich konštrukcia ich tiež robí nevhodnými pre radiálne zaťaženie, pretože sa ľahko deformujú pod tlakom. Postupom času sa zvyšuje množstvo nečistôt, ktoré sa dostanú do klzných ložísk, čo môže viesť k predčasnému zlyhaniu.
Zaťaženie puzdra a obmedzenia rýchlosti
Puzdrá sa zvyčajne používajú pre väčšie zaťaženie a nižšie rýchlosti. Priemyselné kovové kolesá ťažia z odolných puzdier, ktoré vydržia prenos veľkého zaťaženia a nárazové zaťaženie. Pri puzdrách treba počítať s trecím ohrevom. Dva hlavné faktory ovplyvňujúce teplo sú jednotkový tlak (P) a povrchová rýchlosť (V). Súčin jednotkového tlaku a povrchovej rýchlosti je rýchlosť tlaku (PV). Ak chcete zistiť, či je priechodka vhodná pre akúkoľvek aplikáciu, najskôr zistite hraničnú hodnotu PV od výrobcu. Pre bezpečnú prevádzku musí byť hodnota PV vypočítaná aplikáciou nižšia ako limitná hodnota PV stanovená výrobcom.
Vypočítajte hodnotu PV aplikácie : PV=P×V
Určte obvodovú rýchlosť (V) : V=0.262×ot/min×D Ot/min = Otáčky hriadeľa za minútu D = Priemer hriadeľa (palce)
Tlak (P) : P = Celkové zaťaženie (lbs) / Kontaktná plocha (in²) Kontaktná plocha = D (priemer hriadeľa v palcoch) x L (dĺžka puzdra)
Vplyv obmedzenia hodnoty PV je možné vidieť v tomto grafe, ktorý porovnáva rýchlosť versus zaťaženie pre bronzové a nylonové puzdrá.
V internej inžinierskej štúdii boli puzdrá Nyloil a C93200 Bronze použité spoločne na testovanie vplyvu: limitov PV puzdra. Ako už bolo spomenuté, puzdrá sa zvyčajne používajú pre väčšie zaťaženia pri nižších rýchlostiach. To je zrejmé z diagramu, pretože ani jedno puzdro nie je schopné zvládnuť významné zaťaženie pri vysokých rýchlostiach. Čím vyššia je rýchlosť, tým nižšia je jeho nosnosť. Hodnoty P-max (psi) a V-max (fpm) poskytuje výrobca pre každý produkt. P-max je maximálne zaťaženie pri 0 ot./min a V-max je maximálna rýchlosť pri nízkom zaťažení (maximálne otáčky hriadeľa). Pre praktické aplikácie porovnajte vypočítané hodnoty P, V a PV s maximálnymi toleranciami, aby ste zistili, či bude puzdro fungovať. Uistite sa, že puzdro pracuje v rozsahu pod limitnou krivkou PV.
Ložisko alebo puzdro?
Faktory, na ktoré treba pamätať pri rozhodovaní sa medzi puzdrami alebo ložiskami, by mali zahŕňať nasledujúce (v poradí podľa preferencie):
Rýchlosť a zaťaženie : Prenášate ťažšie bremená pri nižších rýchlostiach alebo ľahšie bremená pri vyšších rýchlostiach? Tam, kde je faktorom vysoká rýchlosť, ložiská ponúkajú lepšie riešenie, zatiaľ čo puzdrá dobre reagujú na aplikácie s nízkou rýchlosťou a vysokým zaťažením.
Plynulý chod : Kvôli javu „stick-slip“, čo je bežný problém s puzdrami, sú ložiská lepšou voľbou pre plynulejší chod.
Údržba/Mazanie : Bezúdržbové aplikácie so samomazacími schopnosťami, najmä v priemysle suchých potravín a textilu, často uprednostňujú puzdrá.
Prevádzkový hluk : Ak je kľúčovým faktorom tichá prevádzka, puzdrá sú vo všeobecnosti tichšie ako ložiská.
Rozpočet : Puzdrá zvyčajne stoja šesť až desaťkrát menej ako ložiská.
Pri výbere medzi ložiskami a puzdrami je potrebné zvážiť špecifickú aplikáciu, jej prevádzkové prostredie a rôzne prevádzkové podmienky a obmedzenia. Pochopenie výhod a nevýhod každého typu môže pomôcť určiť, ktorý typ poskytuje najlepšie riešenie.