Ce sunt rulmenții adânci cu bile și cum alegi tipul potrivit

Rulmenți cu bile adânci dintr-o privire

Deoarece canelurile canalelor sunt adânci și se potrivesc strâns cu bile, rulmenții cu bile adânci tolerează forțe axiale modeste fără nici un aranjament special. Un rulment la fiecare capăt al unui arbore este adesea suficient pentru a localiza un rotor complet. Această simplitate explică de ce designerii continuă să revină la rulmenții cu bile adânci, de la dimensiuni miniaturale compacte la dimensiuni industriale mari.

Construcția rulmenților cu bile adânci: patru părți, multe opțiuni de design

Fiecare rulment cu bile adânci este construit dintr-un inel interior, un inel exterior, un set de bile și o cușcă. Sigilii sau scuturi sunt adăugate pentru protecție. Fiecare element oferă opțiuni care modifică costul, durata de viață, viteza și zgomotul, astfel încât un desen care arată identic din exterior se poate comporta foarte diferit în timpul serviciului.

Conformitatea pistei de rulare și complementul mingii

Raza canelurii în rulmenții adânci cu bile este de obicei de aproximativ 52 la sută din diametrul bilei. O canelură mai strânsă mărește zona de contact și crește capacitatea de încărcare, dar crește și frecarea și sensibilitatea la dezaliniere. Majoritatea modelelor se stabilesc aproape de valoarea de 52 la sută, deoarece echilibrează capacitatea cu cuplul scăzut. Asamblarea urmează metoda excentrică (Conrad). Inelul interior este deplasat într-o parte, bilele sunt încărcate în spațiul în formă de semilună, bilele sunt răspândite uniform și cușca este montată. Această metodă limitează numărul de bile care se potrivesc, motiv pentru care rulmenții cu bile adânci poartă o sarcină radială mai mică decât modelele cu fantă de umplere de aceeași dimensiune. În schimb, calea de rulare neîntreruptă oferă o rulare mai lină și o rezistență axială mai bună.

Tipuri de cuști comparate

Citirea desemnărilor rulmenților cu bile cu caneluri adânci fără presupuneri

Denumirea imprimată pe un rulment este o specificație compactă. Prima cifră indică tipul de rulment, unde 6 înseamnă rulmenți adânci cu bile. Următoarea cifră oferă seria de dimensiuni (serie de lățime și diametru combinate). Ultimele două cifre dau alezajul. De la codul 04 în sus, înmulțiți cu 5 pentru a obține alezajul în milimetri, deci 05 înseamnă 25 mm, 08 înseamnă 40 mm și 12 înseamnă 60 mm. Patru coduri încalcă această regulă: 00 este egal cu 10 mm, 01 este egal cu 12 mm, 02 este egal cu 15 mm și 03 este egal cu 17 mm.

Alegerea dintre seriile 69, 60, 62, 63 și 64 la același orificiu

Multe dimensiuni de arbore acceptă mai mulți rulmenți adânci cu bile cu diametre exterioare diferite. Trecerea la o serie mai grea mărește dimensiunea și lățimea mingii, ceea ce crește capacitatea de încărcare, dar crește și masa, frecarea și spațiul necesar pentru carcasă. Tabelul de mai jos compară cinci serii la un alezaj de 25 mm. Valorile sunt cifre de referință tipice la nivel de catalog; confirmați față de desenul aprobat înainte de proiectarea finală.

Capacitatea dinamică crește de peste cinci ori de la seria 69 la 64, în timp ce viteza de limitare se înjumătățește aproximativ. Acest compromis conduce logica de selecție. Alegeți seria 69 sau 60 unde spațiul este limitat și încărcăturile sunt ușoare. Alegeți seria 62 ca implicită generală. Treceți la seria 63 sau 64 atunci când durata de viață calculată a unei serii 62 este prea scurtă sau când sunt așteptate sarcini de șoc.

Dimensiuni de referință din seria 60

Seria 60 este utilizată pe scară largă în motoare de aparate, scule electrice și angrenaje compacte. Tabelul enumeră dimensiunile frecvent solicitate.

Evaluări de încărcare, durată L10 și ce înseamnă acestea în ore

Pe fiecare fișă de date pentru rulmenții cu bile adânci apar două cote de sarcină. Sarcina dinamică de bază Cr este sarcina radială constantă la care un grup de rulmenți identici atinge o durată de viață nominală de un milion de rotații. Nivelul de sarcină statică de bază C0r este sarcina care produce o deformare permanentă la contactul cel mai puternic încărcat de aproximativ 0,0001 ori diametrul bilei. Evaluarea dinamică guvernează durata de viață la oboseală. Evaluarea statică guvernează șocul și încărcarea la oprire.

Găsirea sarcinii echivalente P

Când acționează doar forța radială, P este egal cu Fr. Când este prezentă forța axială, comparați Fa/Fr cu factorul e. Dacă Fa/Fr nu este mai mare decât e, atunci P = Fr. În caz contrar P = 0,56 Fr Y Fa. Factorii e și Y depind de raportul f0·Fa/C0r, unde f0 este un factor de calcul enumerat în datele produsului.

Cum schimbă sarcina viața: un exemplu 6205

Graficele au calculat L10 ore pentru un rulment de 6205 (Cr = 14,0 kN) care rulează la 1500 r/min. Deoarece viața urmează o relație cubică, o mică creștere a sarcinii reduce drastic viața. Dublarea sarcinii echivalente de la 2 kN la 4 kN reduce durata de viață cu un factor de opt, de la aproximativ 3.800 de ore la aproximativ 480 de ore. Axa verticală este logaritmică.

Limitele de viteză, cuplul de frecare și creșterea temperaturii

Capacitatea de viteză a rulmenților cu bile adânci depinde de dimensiune, cușcă, lubrifiant și etanșare. Factorul de viteză dm·n, care este diametrul pasului în mm înmulțit cu r/min, este un număr de comparație convenabil. Modelele de cuști din oțel lubrifiate cu grăsime rulează de obicei până la 400.000 până la 600.000 mm·r/min. Ceața de ulei, preîncărcarea ușoară și gradele de precizie mai ridicate pot crește această cifră în mod semnificativ.

Estimarea frecării și căldurii

Cuplul de frecare dependent de sarcină al rulmenților cu bile adânci poate fi estimat ca M = 0,5 × μ × P × d, unde μ este coeficientul de frecare (aproximativ 0,0015 pentru acest tip de rulment), P este sarcina echivalentă și d este diametrul alezajului. Pentru un 6205 care transportă 1,4 kN, M ≈ 0,5 × 0,0015 × 1400 N × 0,025 m ≈ 0,026 N·m. La 3000 r/min, aceasta reprezintă aproximativ 8 W de căldură de la frecare legată de sarcină. Reducerea etanșării și agitarea grăsimii se adaugă la total, motiv pentru care rulmenții etanșați funcționează mai cald decât cei deschisi la aceeași viteză.

O temperatură de funcționare stabilă este de obicei cu 20 până la 40 °C peste temperatura ambiantă. Temperatura care continuă să crească după prima oră de funcționare indică supra-ungere, spațiu liber suficient, o etanșare prinsă sau nealiniere.

Joc interior și potriviri pentru rulmenți adânci cu bile

Jocul interior radial este distanța totală pe care o poate deplasa un inel față de celălalt în direcția radială înainte de montare. Potrivirile prin interferență pe inelul interior extind inelul, iar gradientul de temperatură dintre inele reduce și mai mult spațiul liber. De regulă, jocul de operare se micșorează cu aproximativ 70 până la 80 la sută din interferența efectivă la locul inelului interior. Un rulment care are un spațiu confortabil pe bancă poate rula aproape fără niciunul odată montat.

Valori tipice ale jocului radial pentru rulmenții adânci cu bile, conform grupelor ISO 5753. Verificați în raport cu desenul pentru designul specific.

Ghid de montare a arborelui și a carcasei

Clase de precizie și precizie de rulare

Gradul de precizie controlează toleranța dimensională și precizia de rulare. Majoritatea rulmenților cu bile adânci sunt furnizați în clasa P0 (normală). Clasele superioare P6, P5, P4 și P2 strâng deviația alezajului, deformarea radială și deformarea față. Valorile de mai jos se aplică pentru intervalul de alezaj de la 18 la 30 mm.

Sigilii, scuturi și niveluri de protecție

Închiderea rulmenților cu bile adânci determină cât de mult rămâne grăsimea și cât de mult rămân contaminanții. Alegerea afectează viteza, cuplul și durata de viață mai mult decât se așteaptă majoritatea utilizatorilor.

Opțiuni de lubrifiere pentru rulmenții adânci cu bile

Unsoarea umplută din fabrică este cel mai comun lubrifiant pentru rulmenții cu bile adânci, deoarece menține designul simplu și evită circuitele de ulei. Unsoarea potrivită depinde de temperatură, viteză și expunerea la apă sau substanțe chimice.

Umplerea spațiului liber la 30 până la 50 la sută este tipică. Rulmenții de mare viteză funcționează, de obicei, cel mai bine cu capătul inferior al acelui interval, deoarece prea multă grăsime crește pierderile de agitare și temperatura. Rulmenții cu bile adânci etanșați sunt umpluți pe viață și nu trebuie re-unsați. Lagărele deschise necesită reumplere periodică. Regula generală este că durata de viață a grăsimii se înjumătățește pentru fiecare 15 °C peste 70 °C, așa cum arată graficul.

Opțiuni de material și suprafață

Rulmenții cu bile adânci standard folosesc oțel cromat cu conținut ridicat de carbon GCr15, echivalent cu SAE 52100. Pentru medii speciale, alte materiale comercializează duritate și capacitate de rezistență la coroziune, economie de greutate sau izolație electrică.

Variante speciale ale rulmenților cu bile adânci

Unde fiecare specificație funcționează cel mai bine

Tabelul adună specificații tipice de pornire pentru mașinile obișnuite. Selecția reală ar trebui confirmată prin calcule de sarcină, viteză și mediu.

Cum sunt fabricați și inspectați rulmenții adânci cu bile

Consecvența în rulmenții cu bile adânci provine din controlul procesului în fiecare etapă. Fluxul de mai jos urmează o rută tipică a fabricii de la materia primă la ambalarea de export.

Articole de inspecție

Opțiuni de personalizare pentru rulmenți adânci cu bile

Atunci când o piesă standard nu îndeplinește o cerință specifică a mașinii, rulmenții cu bile adânci pot fi adaptați în mai multe zone fără a reproiecta întregul rulment.

Montarea corectă a rulmenților cu bile adânci

Cele mai multe defecțiuni timpurii sunt urmărite mai degrabă la montaj decât la fabricație. Acești pași abordează cele mai frecvente greșeli.

Diagnosticarea defecțiunilor la rulmenții cu bile adânci

Lista de verificare a specificațiilor pentru rulmenții adânci cu bile

Adunarea următoarelor detalii la început scurtează procesul de selecție și evită revizuirile repetate.

Întrebări frecvente despre rulmenții cu bile adânci