Εργαλεία σκουληκιών Επιλογή ρουλεμάν — Υπολογισμός ωστικού φορτίου, ακτινικού φορτίου και διάρκειας ζωής L10

Ναι. Μια είσοδος ελικοειδούς γραναζιού προσθέτει ακτινική δύναμη στον άξονα του ατέρμονα κοχλία, αλλά προσθέτει και αξονική δύναμη. Η εφαπτομενική δύναμη Ft_hel του ελικοειδούς γραναζιού δρα εφαπτομενικά στο πλέγμα και συμβάλλει στην ακτινική φόρτιση του άξονα του ατέρμονα κοχλία. Η αξονική δύναμη Fa_hel του ελικοειδούς γραναζιού δρα αξονικά στον άξονα του ατέρμονα κοχλία, προσθέτοντας ή αφαιρώντας από την αξονική ώθηση Fa1 του πλέγματος του ατέρμονα κοχλία ανάλογα με τον δείκτη περιστροφής της έλικας του ελικοειδούς γραναζιού. Για έλικες με την ίδια φορά περιστροφής, οι δυνάμεις αθροίζονται· για έλικες με την αντίθετη φορά περιστροφής, αφαιρούνται. Ελέγχετε πάντα το πρόσημο της συνδυασμένης αξονικής δύναμης πριν επιλέξετε την αξονική ικανότητα του σταθερού ρουλεμάν. Μια είσοδος ελικοειδούς γραναζιού με τον ίδιο δείκτη περιστροφής με το σπείρωμα του ατέρμονα κοχλία μπορεί να αυξήσει σημαντικά το συνολικό αξονικό φορτίο του άξονα του ατέρμονα κοχλία.

Ναι, και για βαρέως τύπου ατέρμονες κινήσεις (D3-D4, υψηλή ροπή εξόδου), τα κωνικά ρουλεμάν προτιμώνται συχνά έναντι των ρουλεμάν γωνιακής επαφής για τη σταθερή θέση ρουλεμάν. Τα κωνικά ρουλεμάν έχουν υψηλότερη ακτινική και αξονική χωρητικότητα από τα ρουλεμάν γωνιακής επαφής ισοδύναμης διαμέτρου οπής και είναι πιο κατάλληλα για μολυσμένα περιβάλλοντα, επειδή η επαφή με τους κυλίνδρους παράγει υψηλότερο φορτίο κυλίνδρου σε σωματιδιακή μόλυνση από την επαφή με τους σφαιρικούς κυλίνδρους. Το κωνικό ρουλεμάν απαιτεί ρύθμιση προφόρτισης ή διάκενου εργασίας κατά την εγκατάσταση — αυτή είναι μια πιο περίπλοκη διαδικασία εγκατάστασης από τα ρουλεμάν γωνιακής επαφής σε διάταξη πλάτης-με-πλάτης, αλλά παρέχει ανώτερη χωρητικότητα και ανθεκτικότητα για απαιτητικές εφαρμογές.

Η ενεργός τάση του ιμάντα V (η ροπή που παράγει τη δύναμη) ισούται με τη ροπή του κινητήρα διαιρούμενη με την ακτίνα της τροχαλίας του ιμάντα: F_effective = T_motor / r_pulley. Η συνολική τάση του ιμάντα που εφαρμόζεται ακτινικά στον άξονα είναι το διανυσματικό άθροισμα της τάσης της σφιχτής πλευράς T1 και της τάσης της χαλαρής πλευράς T2: F_belt = T1 + T2. Για ένα κιβώτιο ταχυτήτων με ιμάντα V, T1/T2 = e^(mu_V x θήτα) όπου mu_V είναι ο συντελεστής τριβής του ιμάντα V (~0,4-0,5) και θήτα είναι η γωνία περιτύλιξης. Μια συντηρητική προσέγγιση για τον υπολογισμό του φορτίου του ρουλεμάν: F_belt = 2,5 x F_effective για μια κανονικά τεντωμένη κίνηση με ιμάντα V. Αυτή η δύναμη του ιμάντα δρα ακτινικά στην κεντρική γραμμή του ιμάντα στον άξονα, προσθέτοντας στην ακτινική δύναμη του πλέγματος. Η συνδυασμένη ακτινική δύναμη Fr_total για τον υπολογισμό του ρουλεμάν είναι το διανυσματικό άθροισμα του F_belt και του Fr_mesh, ανάλογα με τη γωνία μεταξύ τους.

Με τη σωστή επιλογή ρουλεμάν (ρουλεμάν γωνιακής επαφής για τον άξονα ατέρμονα κοχλία, σωστός υπολογισμός συνδυασμένου φορτίου, σωστή διάταξη τοποθέτησης), η διάρκεια ζωής του ρουλεμάν-στόχου L10 θα πρέπει να είναι ίση ή να υπερβαίνει τη διάρκεια ζωής του σετ γραναζιών — συνήθως 15.000-30.000 ώρες για βιομηχανικούς κινητήρες. Εάν η διάρκεια ζωής του ρουλεμάν είναι σημαντικά μικρότερη από τη διάρκεια ζωής του γραναζιού, η προδιαγραφή του ρουλεμάν είναι λανθασμένη ή η τοποθέτηση είναι λανθασμένη. Στην πράξη, οι βλάβες των ρουλεμάν στους κινητήρες ατέρμονα κοχλία οφείλονται σχεδόν πάντα σε μία από τις τρεις αιτίες: λάθος τύπο ρουλεμάν (DGBB όπου απαιτείται γωνιακή επαφή), λανθασμένο υπολογισμό φορτίου (δεν περιλαμβάνονται εξωτερικά φορτία) ή λανθασμένη τοποθέτηση (και τα δύο ρουλεμάν είναι στερεωμένα, δημιουργώντας θερμικό περιορισμό). Ένα σωστά καθορισμένο και τοποθετημένο ρουλεμάν σε έναν κινητήρα ατέρμονα κοχλία δεν θα πρέπει να αποτελεί προγραμματισμένο στοιχείο αντικατάστασης κατά τη διάρκεια ζωής του σετ γραναζιών.

Το μέγεθος της προφόρτισης εξαρτάται από το μέγεθος του ρουλεμάν, τις συνθήκες φορτίου και την ταχύτητα. Η γενική οδηγία: μέτρια προφόρτιση (συνήθως 1-3% βασικής δυναμικής ονομαστικής φόρτισης C) για βιομηχανικούς κινητήρες με ατέρμονα κοχλία σε κανονική ταχύτητα (άξονας ατέρμονα κοχλία 500-1500 σ.α.λ.). Ελαφριά προφόρτιση για κινητήρες υψηλής ταχύτητας (άξονας ατέρμονα κοχλία πάνω από 1500 σ.α.λ.) για να αποφευχθεί η υπερβολική παραγωγή θερμότητας από την επαφή κύλισης του ρουλεμάν υπό προφόρτιση. Βαριά προφόρτιση για απαιτήσεις υψηλής ακαμψίας (ακριβείς αρθρώσεις ρομπότ, συστήματα τοποθέτησης) όπου η παραμόρφωση του άξονα υπό φορτίο πρέπει να ελαχιστοποιηθεί. Η προφόρτιση μπορεί να εφαρμοστεί μέσω διαχωριστικών ρουλεμάν μεταξύ των εσωτερικών δακτυλίων, μέσω ελατηριωτών ροδέλων ή μέσω της ροπής στρέψης του παξιμαδιού στερέωσης. Συμβουλευτείτε τον πίνακα προφόρτισης του κατασκευαστή ρουλεμάν για την συγκεκριμένη ονομασία του ρουλεμάν και την ταχύτητα του άξονα.

Ναι, σχεδόν σίγουρα. Ο θόρυβος των ρουλεμάν σε μια μετάδοση κίνησης με ατέρμονα κοχλία έχει διαφορετικό χαρακτήρα από τον θόρυβο του πλέγματος των γραναζιών: ο θόρυβος των ρουλεμάν συνήθως παράγει ένα ευρύ φάσμα βουητού ή συριγμού που αυξάνεται με την ταχύτητα, αντί για τον τονικό θόρυβο στη συχνότητα πλέγματος και τις αρμονικές του που παράγουν τα προβλήματα πλέγματος των γραναζιών. Για να διακρίνετε: υπολογίστε τη συχνότητα πλέγματος (στροφές άξονα ατέρμονα κοχλία x z1 / 60 Hz). Εάν η κυρίαρχη συχνότητα θορύβου ακολουθεί την ταχύτητα του άξονα αλλά ΔΕΝ είναι στη συχνότητα πλέγματος ή στις αρμονικές του, ο θόρυβος προέρχεται από την επαφή του κυλινδρικού στοιχείου στα ρουλεμάν και όχι από το πλέγμα των γραναζιών. Οι συγκεκριμένες συχνότητες ελαττωμάτων των ρουλεμάν (εσωτερικός δακτύλιος BPFI, εξωτερικός δακτύλιος BPFO, κυλινδρικό στοιχείο BSF) μπορούν να υπολογιστούν από τη γεωμετρία του ρουλεμάν, εάν είναι διαθέσιμη, παρέχοντας ακόμη πιο συγκεκριμένη αναγνώριση.

Ο κατακόρυφος προσανατολισμός του άξονα του κοχλία αλλάζει την κατεύθυνση του βαρυτικού στοιχείου σε σχέση με τον άξονα του άξονα. Σε κατακόρυφο προσανατολισμό, το βάρος του άξονα του κοχλία δρα προς τα κάτω κατά μήκος του άξονα του άξονα — προσθέτοντας στο αξονικό φορτίο ρουλεμάν στο κάτω έδρανο και ενδεχομένως μειώνοντας το φορτίο στο άνω έδρανο. Για κατακόρυφους άξονες: το κάτω έδρανο πρέπει να είναι το σταθερό (ωστικό) έδρανο, ικανό να φέρει τόσο την αξονική ώθηση Fa1 του πλέγματος κοχλία όσο και το βάρος του άξονα που δρα προς τα κάτω. Το άνω έδρανο είναι το πλωτήρα. Επαληθεύστε ότι το βαρυτικό στοιχείο του βάρους του άξονα περιλαμβάνεται στον υπολογισμό του αξονικού φορτίου για το κάτω σταθερό έδρανο. Για έναν άξονα κοχλία στη Μονάδα M5, το βάρος του άξονα μπορεί να είναι 3-8 kg — παράγοντας αξονικό φορτίο 30-80 N από τη βαρύτητα, μικρό σε σύγκριση με τα τυπικά φορτία ώσης αρκετών kN, αλλά θα πρέπει να επιβεβαιωθεί.

Τα ρουλεμάν γωνιακής επαφής που τοποθετούνται πλάτη με πλάτη απαιτούν ακριβείς διαστάσεις ώμου άξονα και συνθήκες οπής περιβλήματος για σωστή τοποθέτηση. Κρίσιμες παράμετροι: το ύψος του ώμου άξονα πρέπει να είναι μεταξύ 50% και 80% του ύψους του εσωτερικού δακτυλίου ρουλεμάν, ώστε να παρέχεται επαρκής επιφάνεια επαφής χωρίς να παρεμβάλλεται στα στοιχεία κύλισης. Η διάμετρος του ώμου άξονα δεν πρέπει να υπερβαίνει τη διάμετρο της εξωτερικής άκρης του εσωτερικού δακτυλίου. Η ανοχή οπής περιβλήματος πρέπει να είναι H7 για το φορτίο του εσωτερικού δακτυλίου περιστρεφόμενου άξονα (το οποίο ισχύει για τον άξονα ατέρμονα κοχλία), παρέχοντας μια μικρή παρεμβολή για την αποτροπή της περιστροφής του εσωτερικού δακτυλίου στον άξονα υπό φορτίο. Εξωτερικός δακτύλιος στο περίβλημα: Ανοχή K7 για σταθερά ρουλεμάν, H7 ή J7 για ρουλεμάν πλεύσης. Γράσο για ρουλεμάν άξονα ατέρμονα κοχλία: 1/3 έως 1/2 του ελεύθερου χώρου στην κοιλότητα του περιβλήματος ρουλεμάν, περισσότερο από αυτό προκαλεί υπερθέρμανση από ιξώδη ανατάραξη.