नॉलेज सीरीज़ · B10 · शाफ्ट और बेयरिंग इंजीनियरिंग

वर्म गियर बेयरिंग चयन थ्रस्ट लोड, रेडियल लोड और L10 सर्विस लाइफ की गणना करना

वर्म शाफ्ट पर लगने वाला बल स्पर्शरेखीय बल से 3-5 गुना अधिक होता है — जो समान आउटपुट पर हेलिकल गियर शाफ्ट की तुलना में कई गुना अधिक होता है। वर्म गियर ड्राइव में बेयरिंग की समय से पहले होने वाली अधिकांश विफलताएं अक्षीय बल को अनदेखा करते हुए रेडियल लोड के लिए बेयरिंग का चयन करने के कारण होती हैं। यह गाइड गणनाएँ प्रदान करती है।

अक्षीय बल सूत्ररेडियल लोड गणनाएल10 लाइफटाइमबियरिंग प्रकार का चयन

बेलनाकार वर्म व्हील संरचना 2

⚙ कोरिया एवर-पावर वर्म गियर कंपनी लिमिटेड, अनसान-सी, ग्योंगगी-डो, कोरिया [email protected]

गियर सेट बदलने के दो महीने बाद बेयरिंग खराब हो गई।

एक खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र ने मार्च में कन्वेयर कॉर्नर ड्राइव पर लगे वर्म गियर सेट को बदल दिया था। मई में, ड्राइव फिर से खराब हो गई - वही लक्षण, वही शोर। रखरखाव टीम ने एक और गियर सेट का ऑर्डर दिया और डिलीवरी की प्रतीक्षा करते हुए, खराबी के कारण की पुष्टि करने के लिए ड्राइव को खोलकर देखा। वर्म व्हील के दांतों के किनारे एकदम नए थे - मार्च में लगाने के बाद से उनमें शायद ही कोई बदलाव हुआ था। वर्म शाफ्ट बेयरिंग खराब हो गए थे: फिक्स्ड बेयरिंग के बाहरी हिस्से में एक दरार पड़ गई थी जो अक्षीय ओवरलोड थकान के कारण हुई थी।

जांच से पता चला: कन्वेयर में मोटर से वर्म शाफ्ट तक V-बेल्ट कनेक्शन का इस्तेमाल किया गया था, जिसमें शाफ्ट के ओवरहैंग पर 2.5 kN का बेल्ट तनाव रेडियल रूप से खिंचाव पैदा कर रहा था। रखरखाव टीम ने गियर सेट तो बदल दिया था, लेकिन बेयरिंग नहीं बदले थे — और उन्होंने यह दोबारा गणना नहीं की थी कि मौजूदा बेयरिंग (मानक डीप ग्रूव बॉल बेयरिंग, 6206 सीरीज़) संयुक्त रेडियल और अक्षीय भार को सहन कर सकती हैं या नहीं। मानक डीप ग्रूव बॉल बेयरिंग अक्षीय भार को अपनी रेडियल भार रेटिंग के लगभग 30% के बराबर सहन करती हैं। इस शाफ्ट पर संयुक्त बेयरिंग भार 6206 रेटिंग से 1.8 गुना अधिक था। गियर सेट बदला जाए या न बदला जाए, बेयरिंग का खराब होना तय था।

मूल मुद्दा: वर्म गियर शाफ्ट पर रेडियल लोड (गियर मेश के स्पर्शरेखीय बल, बाहरी बेल्ट या चेन तनाव से उत्पन्न) और उच्च अक्षीय (थ्रस्ट) लोड (हेलिकल मेश प्रतिक्रिया बल से उत्पन्न जो वर्म शाफ्ट को उसकी धुरी के अनुदिश धकेलने का प्रयास करता है) दोनों ही लगते हैं। डीप ग्रूव बॉल बेयरिंग, सबसे हल्के कार्यों को छोड़कर, वर्म शाफ्ट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हैं। द्विदिशात्मक थ्रस्ट को संभालने के लिए फिक्स्ड-फ्लोट या बैक-टू-बैक व्यवस्था में एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग या टेपर्ड रोलर बेयरिंग, सबसे हल्के अनुप्रयोगों को छोड़कर, सभी प्रकार के वर्म शाफ्ट के लिए उपयुक्त हैं।

वर्म गियर संरचना 1
वर्म गियर संरचना 3

वर्म शाफ्ट अक्षीय प्रतिबल — यह इतना अधिक क्यों होता है?

वर्म गियर ड्राइव में, मेश पर दांतों के संपर्क बल को प्रत्येक शाफ्ट पर कार्य करने वाले तीन घटकों में विभाजित किया जाता है: स्पर्शरेखीय (टॉर्क उत्पन्न करने वाला बल), रेडियल (पिच सिलेंडर के लंबवत पृथक्करण बल), और अक्षीय (शाफ्ट अक्ष के अनुदिश थ्रस्ट बल)। हेलिकल गियर युग्म में, अक्षीय थ्रस्ट आमतौर पर स्पर्शरेखीय बल का 20-40% होता है। वर्म गियर ड्राइव में, यह संबंध मौलिक रूप से भिन्न होता है और वर्म शाफ्ट के लिए कहीं अधिक गंभीर होता है।

वर्म शाफ्ट बल घटक
वर्म शाफ्ट अक्षीय धक्के (=पहिये पर लगने वाला स्पर्शरेखीय बल)
Fa1 = Ft2 = 2T2 / d2
T2 = आउटपुट टॉर्क (Nm), d2 = व्हील पिच व्यास (m)
वर्म शाफ्ट स्पर्शरेखीय बल
Ft1 = 2T1 / d1
T1 = इनपुट टॉर्क (Nm), d1 = वर्म पिच व्यास (m)
वर्म शाफ्ट पर लगने वाला रेडियल बल
Fr1 = Fa2 = Ft2 x tan(alpha_n) / cos(lambda)
alpha_n = सामान्य दाब कोण (20 डिग्री), lambda = लीड कोण
अक्षीय और स्पर्शरेखीय (वर्म शाफ्ट) के बीच संबंध
Fa1 / Ft1 = ix d1 / d2 = i / q
i=50, q=12 के लिए: Fa1 = 50/12 x Ft1 = 4.17 x Ft1

महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि: 50:1 अनुपात वाले वर्म ड्राइव (q=12) के लिए, वर्म शाफ्ट पर अक्षीय थ्रस्ट है स्पर्शरेखीय बल का 4.17 गुना वर्म शाफ्ट पर। चूंकि अधिकांश इंजीनियर शाफ्ट टॉर्क और पिच त्रिज्या (स्पर्शरेखीय बल देते हुए) से बेयरिंग लोड की गणना करते हैं, इसलिए वे वास्तविक बेयरिंग अक्षीय लोड का केवल 24% ही परिकलित करते हैं। केवल स्पर्शरेखीय बल के लिए आकारित वर्म शाफ्ट बेयरिंग अक्षीय लोड के लिए 4 गुना कम आकार का होता है। यह वर्म गियर बेयरिंग डिजाइन में सबसे आम त्रुटि है।

बेयरिंग के प्रकार का चयन — वर्म शाफ्ट बनाम व्हील शाफ्ट

वर्म शाफ्ट — फिक्स्ड बेयरिंग

एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग (जोड़ी, आमने-सामने)

वर्म शाफ्ट फिक्स्ड बेयरिंग को रेडियल मेश फोर्स और पूर्ण द्विदिशात्मक अक्षीय थ्रस्ट दोनों को वहन करना होता है। बैक-टू-बैक (DB व्यवस्था) या फेस-टू-फेस (DF व्यवस्था) माउंटेड एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग यह संयुक्त भार वहन क्षमता प्रदान करते हैं। संपर्क कोण (आमतौर पर 25-40 डिग्री) अक्षीय और रेडियल क्षमता के अनुपात को निर्धारित करता है - उच्च संपर्क कोण अधिक अक्षीय क्षमता प्रदान करता है। अधिकांश वर्म शाफ्ट अनुप्रयोगों के लिए, 30 डिग्री या 40 डिग्री संपर्क कोण वाले एंगुलर कॉन्टैक्ट बेयरिंग उपयुक्त होते हैं।

वर्म शाफ्ट — फ्लोट बेयरिंग

डीप ग्रूव बॉल बेयरिंग (केवल रेडियल, अक्षीय रूप से स्वतंत्र)

वर्म शाफ्ट के नॉन-थ्रस्ट सिरे पर स्थित फ्लोट बेयरिंग केवल मेश से उत्पन्न रेडियल लोड और किसी भी बाहरी ओवरहंग लोड को वहन करता है। यह शाफ्ट के अक्षीय तापीय विस्तार की अनुमति देता है, बिना किसी अक्षीय अवरोध बल को उत्पन्न किए। मानक डीप ग्रूव बॉल बेयरिंग फ्लोट स्थिति के लिए उपयुक्त हैं क्योंकि यहाँ कोई अक्षीय लोड संचारित नहीं होता है। फ्लोट बेयरिंग हाउसिंग बोर का आकार आमतौर पर तापीय विस्तार को समायोजित करने के लिए थोड़ी मुक्त अक्षीय गति (0.3-0.8 मिमी) की अनुमति देने के लिए निर्धारित किया जाता है।

व्हील शाफ्ट — दोनों बेयरिंग

डीप ग्रूव बॉल बेयरिंग या बेलनाकार रोलर बेयरिंग

वर्म व्हील शाफ्ट आउटपुट टॉर्क को रेडियल रूप से वहन करता है और मेश रिएक्शन रेडियल फोर्स (Fr2) को भी वहन करता है। व्हील शाफ्ट पर अक्षीय बल (Fa2) वर्म शाफ्ट पर रेडियल बल Fr1 के बराबर होता है — जो आमतौर पर व्हील शाफ्ट की रेडियल भार वहन क्षमता के सापेक्ष कम होता है। अधिकांश मामलों में व्हील शाफ्ट अनुप्रयोगों के लिए मानक डीप ग्रूव बॉल बेयरिंग पर्याप्त होते हैं। उच्च आउटपुट टॉर्क वाले अनुप्रयोगों (M8+ मॉड्यूल, D3 ड्यूटी) के लिए, बेलनाकार रोलर बेयरिंग को उनकी उच्च रेडियल भार वहन क्षमता के कारण प्राथमिकता दी जा सकती है।

वर्म शाफ्ट — बाह्य भार का योग

संयुक्त भार: मेश बल + बेल्ट/चेन तनाव

जब वर्म शाफ्ट को मोटर द्वारा वी-बेल्ट या चेन के माध्यम से चलाया जाता है, तो बेल्ट/चेन का तनाव शाफ्ट ओवरहैंग पर एक रेडियल बल जोड़ता है जो मेश रेडियल बल से अधिक हो सकता है। बेयरिंग लोड की गणना के लिए इस बाहरी बल को मेश रेडियल बल में सदिश रूप से जोड़ा जाना चाहिए। बेल्ट का तनाव बेल्ट की लंबाई के लंबवत कार्य करता है; मेश रेडियल बल शाफ्ट से शाफ्ट की रेखा के अनुदिश कार्य करता है। परिणामी बल उनके बीच के कोण पर निर्भर करता है। सबसे खराब स्थिति के लिए, उन्हें रैखिक रूप से जोड़ें: F_bearing = F_belt + F_radial_mesh।

वर्म शाफ्ट अनुप्रयोग के लिए बियरिंग के जीवनकाल की गणना — L10 घंटे

आईएसओ बेयरिंग जीवनकाल गणना (एल10 - वह जीवनकाल जिस पर समान बेयरिंग के 101टीपी3टी के थकान से विफल होने की उम्मीद है) के लिए समतुल्य गतिशील बेयरिंग लोड पी की आवश्यकता होती है, जो कोणीय संपर्क बेयरिंग के लिए रेडियल और अक्षीय घटकों को जोड़ता है।

L10 जीवनकाल गणना अनुक्रम
चरण 1: समतुल्य गतिशील बेयरिंग लोड P की गणना करें
P = X x Fr + Y x Fa
X = रेडियल लोड फैक्टर, Y = अक्षीय लोड फैक्टर (बेयरिंग कैटलॉग से, Fa/C0 और Fa/Fr अनुपात पर निर्भर करता है), Fr = रेडियल बेयरिंग लोड (N), Fa = अक्षीय बेयरिंग लोड (N)
चरण 2: मूल L10 जीवनकाल की गणना लाखों चक्करों में करें।
L10 = (C/P)^p
C = मूल गतिशील भार रेटिंग (N, बेयरिंग कैटलॉग से), P = समतुल्य गतिशील भार (N), p = बॉल बेयरिंग के लिए 3, रोलर बेयरिंग के लिए 10/3
चरण 3: परिचालन घंटों में परिवर्तित करें
L10h = (L10 x 10^6) / (60 xn)
n = शाफ्ट की गति (आरपीएम में)। परिणाम L10 का जीवनकाल (घंटों में) है।
चरण 4: जीवन संशोधन कारक लागू करें
Lnm = a1 x a_ISO x L10
a1 = विश्वसनीयता कारक (90% विश्वसनीयता के लिए a1=1, 95% के लिए 0.53), a_ISO = स्नेहन और संदूषण को ध्यान में रखते हुए सिस्टम दृष्टिकोण कारक

उदाहरण: 50:1 वर्म ड्राइव, 3 किलोवाट, 1450 आरपीएम इनपुट

गियर ज्यामिति
z1=1, z2=50, m=4, d1=48mm, d2=200mm, lambda=1.52 deg, दक्षता 62%
आउटपुट टॉर्क
T2 = 3000 x 0.62 / (29.0 x pi/30) = 3000 x 0.62 / 3.036 = 612 Nm
वर्म शाफ्ट अक्षीय थ्रस्ट (Fa1)
Fa1 = 2T2/d2 = 2 x 612 / 0.200 = 6,120 N
वर्म शाफ्ट स्पर्शरेखीय बल (Ft1)
Ft1 = 2T1/d1 = 2 x (3000/3.036×0.62)/(0.048 x 2) = ??? मान लीजिए T1=P/(omega1) = 3000/(1450x2pi/60) = 19.75 Nm; Ft1 = 2×19.75/0.048 = 823 N
अनुपात जाँच: Fa1/Ft1
6120/823 = 7.4 गुना — वर्म शाफ्ट का अक्षीय मान स्पर्शरेखीय मान का 7.4 गुना है।
7210 कोणीय संपर्क (आमने-सामने) के लिए समतुल्य भार वहन क्षमता
Fr=1200N (मेश + बेल्ट), Fa=6120N; कैटलॉग से X=0.35, Y=0.57: P = 0.35×1200 + 0.57×6120 = 420 + 3488 = 3908 N
L10 जीवन (7210, C=32500N, n=1450 RPM)
L10 = (32500/3908)^3 = 578 मिलियन चक्कर; L10h = 578e6/(60×1450) = 6644 घंटे
डीप ग्रूव 6210 (C=28100N, केवल रेडियल) के साथ तुलना
केवल रेडियल के लिए गलत आकार: P_wrong = Fr = 1200N; L10h_wrong = (28100/1200)^3/(60×1450) = आभासी 56,000 घंटे — लेकिन वास्तविक Fa=6120N, 6210 को पूरी तरह से ओवरलोड कर देता है: 6210 की अक्षीय क्षमता ~30% C0=16500N = 4950N — 6120N इससे अधिक है

वर्म गियर बेयरिंग विनिर्देशों में होने वाली पाँच सामान्य त्रुटियाँ

गलती क्या गलत होता है सही दृष्टिकोण
वर्म शाफ्ट पर डीप ग्रूव बॉल बियरिंग डीजीबी केवल 301टीपी3टी की रेडियल रेटिंग को ही अक्षीय रूप से संभाल सकता है। वर्म शाफ्ट का अक्षीय भार रेडियल भार से 4-7 गुना अधिक हो सकता है। अक्षीय दिशा में बियरिंग पर अत्यधिक भार लगने से कुछ हफ्तों से लेकर महीनों में ही टूट-फूट हो सकती है। स्थिर (थ्रस्ट) बेयरिंग स्थिति पर एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग (बैक-टू-बैक जोड़ी) या टेपर्ड रोलर बेयरिंग।
रेडियल लोड में बेल्ट या चेन के तनाव को भूल जाना शाफ्ट ओवरहैंग पर वी-बेल्ट का तनाव 1,500-4,000 N रेडियल हो सकता है। यदि इसे शामिल नहीं किया जाता है, तो बेयरिंग Fr का अनुमान काफी कम लगाया जाता है। बेल्ट तनाव बल वेक्टर को मेश रेडियल बल में जोड़ें। सबसे खराब स्थिति के लिए टाइट-साइड + स्लैक-साइड बेल्ट तनाव योग का उपयोग करें।
वर्म शाफ्ट बियरिंग और फिक्स्ड बियरिंग दोनों का आकार निर्धारित करना वर्म शाफ्ट पर लगे दो स्थिर बेयरिंग अक्षीय अवरोध उत्पन्न करते हैं जो ऊष्मीय विस्तार का प्रतिरोध करते हैं। शाफ्ट के गर्म होने पर, दोनों बेयरिंग अक्षीय रूप से पूर्व-भारित हो जाते हैं - जिससे थकान की प्रक्रिया तेज हो जाती है। एक स्थिर (थ्रस्ट) बेयरिंग + एक फ्लोटिंग बेयरिंग। फ्लोट बेयरिंग अक्षीय तापीय विस्तार की अनुमति देता है।
बेयरिंग लोड का अनुमान लगाने के लिए कैटलॉग टॉर्क रेटिंग का उपयोग करना कैटलॉग आउटपुट टॉर्क रेटिंग, निर्धारित परिस्थितियों में प्राप्त टॉर्क है। वास्तविक पीक टॉर्क (स्टार्ट-अप, ओवरलोड) 2-3 गुना अधिक हो सकता है और इसके परिणामस्वरूप बेयरिंग पर आनुपातिक रूप से अधिक भार पड़ता है। रेटेड कैटलॉग टॉर्क पर नहीं, बल्कि अधिकतम परिचालन टॉर्क (रनिंग टॉर्क x सर्विस फैक्टर) पर बेयरिंग लोड की गणना करें।
खराब हो चुके बेयरिंग को बदलते समय बेयरिंग के प्रकार को अनदेखा करना गलत विनिर्देशों के कारण खराब हुई बेयरिंग, उसी गलत विनिर्देशों वाले प्रतिस्थापन से दोबारा खराब हो जाएगी। एक जैसी बेयरिंग को बदलने से डिज़ाइन की त्रुटि बनी रहती है। किसी खराब बेयरिंग को बदलते समय, नया बेयरिंग ऑर्डर करने से पहले यह सुनिश्चित कर लें कि मूल स्पेसिफिकेशन सही था। यदि खराबी समय से पहले हुई है, तो मूल स्पेसिफिकेशन ही इसका मूल कारण हो सकता है।

विश्वसनीय शाफ्ट और बेयरिंग प्रदर्शन के लिए सटीक विनिर्माण

बेलनाकार वर्म व्हील संरचना 1 वर्म गियर संरचना 4
वर्म गियर कार्यशाला 5 वर्म गियर कार्यशाला 6

कोरिया एवर-पावर

सही बेयरिंग चयन के लिए बेयरिंग लोड डेटा वाले उत्पाद

वर्म गियर सेट -- शाफ्ट लोड गणना डेटा सहित
बेयरिंग लोड डेटा शामिल है / वर्म शाफ्ट बल
वर्म गियर सेट — शाफ्ट लोड गणना डेटा सहित
कोरिया एवर-पावर, वर्म गियर सेट के किसी भी ऑर्डर के लिए स्पेसिफिकेशन कन्फर्मेशन के हिस्से के रूप में शाफ्ट बेयरिंग लोड डेटा प्रदान करता है, यदि ग्राहक यह बताता है कि वह बेयरिंग व्यवस्था को स्वयं डिज़ाइन कर रहा है। बेयरिंग लोड डेटा में शामिल हैं: वर्म शाफ्ट अक्षीय थ्रस्ट (रेटेड टॉर्क और पीक डिज़ाइन टॉर्क पर Fa1 = Ft2 = 2T2/d2); मेश स्पर्शरेखीय और रेडियल बलों से वर्म शाफ्ट रेडियल लोड; और बेयरिंग लोड गणनाओं के लिए आवश्यक वर्म शाफ्ट ज्यामिति (d1, d2, लीड कोण) का कन्फर्मेशन। यह डेटा मानक शिपिंग दस्तावेज़ नहीं है - यह ऑर्डर देते समय अनुरोध पर प्रदान किया जाता है। स्पेसिफिकेशन पूछताछ में बेयरिंग लोड डेटा शामिल करके इसका अनुरोध करें। कोरिया एवर-पावर ग्राहक की बेयरिंग व्यवस्था को निर्दिष्ट नहीं करता है - बेयरिंग का चयन ग्राहक की डिज़ाइन ज़िम्मेदारी है - लेकिन हमारे गियर सेट ज्यामिति से बेयरिंग लोड डेटा उस चयन का समर्थन करने के लिए प्रदान किया जाता है।

देखें / अनुरोध करें

डुप्लेक्स वर्म गियर सेट -- बियरिंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोग
एंगुलर कॉन्टैक्ट बेयरिंग संगत / सटीक शाफ्ट ज्यामिति
डुप्लेक्स वर्म गियर सेट — बियरिंग-क्रिटिकल एप्लीकेशन
रोबोट जॉइंट ड्राइव, सटीक पोजीशनर और ट्रैकिंग सिस्टम के लिए, जहां वर्म शाफ्ट बेयरिंग व्यवस्था को संयुक्त लोडिंग के तहत न्यूनतम विक्षेपण और भार क्षमता दोनों के लिए डिज़ाइन किया गया है, डुप्लेक्स वर्म गियर सेट एक अतिरिक्त लाभ प्रदान करता है: समायोज्य बैकलैश सुविधा बेयरिंग प्री-लोड को गियर मेश बैकलैश से अलग से अनुकूलित करने की अनुमति देती है। मानक वर्म गियर व्यवस्था में, बेयरिंग क्लीयरेंस को कम करने (कठोरता के लिए बेयरिंग को प्री-लोड करने) से स्पष्ट बैकलैश बदल जाता है क्योंकि बेयरिंग विक्षेपण स्थिति त्रुटि में योगदान देता है। डुप्लेक्स वर्म इन दोनों मापदंडों को अलग करता है: बेयरिंग व्यवस्था को कठोरता के लिए अनुकूलित किया जाता है; गियर मेश बैकलैश को लक्ष्य मान पर अलग से समायोजित किया जाता है। बेयरिंग लोड गणना के लिए आवश्यक शाफ्ट ज्यामिति (d1, लीड कोण, फ्लैंक प्रोफाइल) प्रत्येक डुप्लेक्स वर्म सेट के लिए डिलीवरी दस्तावेज़ में प्रदान की जाती है।

देखें / अनुरोध करें

भार वहन विश्लेषण और विशिष्टता समीक्षा
बेयरिंग चयन परामर्श / अनुप्रयोग सहायता
भार वहन विश्लेषण और विशिष्टता समीक्षा
वर्म गियर ड्राइव सिस्टम डिज़ाइन करने वाली इंजीनियरिंग टीमों के लिए, जहाँ बेयरिंग का चयन एक महत्वपूर्ण डिज़ाइन पैरामीटर है — जैसे कि डिफ्लेक्शन स्पेसिफिकेशन वाले रोबोट जॉइंट, बेयरिंग लाइफ टारगेट वाले हाई-साइकिल ऑटोमेशन सिस्टम, और निर्माण उपकरण जहाँ बेयरिंग फेलियर सुरक्षा की दृष्टि से एक गंभीर समस्या है — कोरिया एवर-पावर एप्लीकेशन इंजीनियरिंग सेवा के हिस्से के रूप में बेयरिंग लोड विश्लेषण समीक्षा प्रदान करता है। कृपया अपने गियर सेट स्पेसिफिकेशन, इनपुट पावर, मोटर स्पीड, माउंटिंग कॉन्फ़िगरेशन, बाहरी लोड (बेल्ट टेंशन, चेन लोड, कपलिंग फोर्स) और घंटों में लक्षित बेयरिंग सर्विस लाइफ सबमिट करें। कोरिया एवर-पावर वर्म शाफ्ट और व्हील शाफ्ट बेयरिंग फोर्स की गणना करता है, आवश्यक बेयरिंग प्रकार और व्यवस्था की पहचान करता है, और प्रत्येक बेयरिंग स्थिति के लिए समतुल्य डायनेमिक लोड P प्रदान करता है ताकि आपकी टीम आपके चुने हुए बेयरिंग कैटलॉग के आधार पर L10 लाइफटाइम गणना पूरी कर सके। कोरिया एवर-पावर के साथ दिए गए ऑर्डर और गंभीर डिज़ाइन इंजीनियरिंग पूछताछ के लिए यह सेवा नि:शुल्क प्रदान की जाती है।

देखें / अनुरोध करें

बियरिंग संबंधी अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

वर्म गियर बेयरिंग का चयन — मैकेनिकल डिज़ाइन इंजीनियरों के प्रश्न

मेरी वर्म शाफ्ट बेल्ट से नहीं बल्कि हेलिकल गियर इनपुट से चलती है। क्या इससे बाहरी रेडियल लोड की गणना में कोई बदलाव आएगा?+

जी हाँ। हेलिकल गियर इनपुट वर्म शाफ्ट पर रेडियल बल तो लगाता ही है, साथ ही साथ अक्षीय बल भी लगाता है। हेलिकल गियर का स्पर्शरेखीय बल Ft_hel मेश पर स्पर्शरेखीय रूप से कार्य करता है और वर्म शाफ्ट के रेडियल भार में योगदान देता है। हेलिकल गियर का अक्षीय बल Fa_hel वर्म शाफ्ट पर अक्षीय रूप से कार्य करता है, जो हेलिकल गियर हेलिक्स की दिशा के आधार पर वर्म मेश के अक्षीय बल Fa1 में वृद्धि या कमी करता है। समान दिशा वाले हेलिक्स के लिए, बल जुड़ते हैं; विपरीत दिशा वाले हेलिक्स के लिए, वे घटते हैं। निश्चित बेयरिंग की अक्षीय क्षमता का चयन करने से पहले हमेशा संयुक्त अक्षीय बल के चिह्न की जाँच करें। वर्म थ्रेड के समान दिशा वाले हेलिकल गियर इनपुट से वर्म शाफ्ट का कुल अक्षीय भार काफी बढ़ सकता है।

क्या मैं वर्म शाफ्ट फिक्स्ड बेयरिंग के लिए एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग के बजाय टेपर्ड रोलर बेयरिंग का उपयोग कर सकता हूँ?+

जी हां, और भारी-भरकम वर्म ड्राइव (D3-D4, उच्च आउटपुट टॉर्क) के लिए, स्थिर बेयरिंग स्थिति के लिए एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग की तुलना में टेपर्ड रोलर बेयरिंग को अक्सर प्राथमिकता दी जाती है। टेपर्ड रोलर बेयरिंग की रेडियल और एक्सियल क्षमता समान बोर व्यास वाले एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग की तुलना में अधिक होती है, और ये दूषित वातावरण के लिए बेहतर उपयुक्त होते हैं क्योंकि रोलर कॉन्टैक्ट, बॉल कॉन्टैक्ट की तुलना में कणिकीय संदूषण पर रोलिंग एलिमेंट का भार अधिक उत्पन्न करता है। टेपर्ड रोलर बेयरिंग को इंस्टॉलेशन के समय प्री-लोड या वर्किंग क्लीयरेंस सेट करने की आवश्यकता होती है - यह बैक-टू-बैक व्यवस्था में एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग की तुलना में अधिक जटिल सेटअप प्रक्रिया है, लेकिन कठिन अनुप्रयोगों के लिए बेहतर क्षमता और मजबूती प्रदान करती है।

मेरे पास एक वर्म गियर ड्राइव है जिसमें इनपुट वी-बेल्ट से आता है। बेयरिंग लोड की गणना के लिए बेल्ट तनाव बल की गणना कैसे करें?+

वी-बेल्ट का प्रभावी तनाव (टॉर्क उत्पन्न करने वाला बल) मोटर टॉर्क को बेल्ट पुली की त्रिज्या से भाग देने के बराबर होता है: F_effective = T_motor / r_pulley। शाफ्ट पर त्रिज्या के अनुसार लगाया गया कुल बेल्ट तनाव, टाइट साइड तनाव T1 और स्लैक साइड तनाव T2 का सदिश योग होता है: F_belt = T1 + T2। वी-बेल्ट ट्रांसमिशन के लिए, T1/T2 = e^(mu_V x theta) होता है, जहाँ mu_V वी-बेल्ट का घर्षण गुणांक (~0.4-0.5) है और theta रैप कोण है। बेयरिंग लोड की गणना के लिए एक रूढ़िवादी अनुमान: सामान्य रूप से तनावग्रस्त वी-बेल्ट ड्राइव के लिए F_belt = 2.5 x F_effective होता है। यह बेल्ट बल शाफ्ट पर बेल्ट सेंटरलाइन स्थिति पर त्रिज्या के अनुसार कार्य करता है, जो मेश त्रिज्या बल में जुड़ जाता है। बेयरिंग गणना के लिए संयुक्त त्रिज्या बल Fr_total, F_belt और Fr_mesh का सदिश योग होता है, जो उनके बीच के कोण पर निर्भर करता है।

सही ढंग से डिजाइन किए गए वर्म गियर ड्राइव में बियरिंग कितने समय तक चलनी चाहिए?+

सही बेयरिंग चयन (वर्म शाफ्ट के लिए एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग, सही संयुक्त भार गणना, सही माउंटिंग व्यवस्था) के साथ, लक्षित बेयरिंग L10 जीवन गियर सेट के सेवा जीवन के बराबर या उससे अधिक होना चाहिए - औद्योगिक ड्राइव के लिए आमतौर पर 15,000-30,000 घंटे। यदि बेयरिंग का जीवन गियर के जीवन से काफी कम है, तो बेयरिंग का विनिर्देश गलत है या माउंटिंग गलत है। व्यवहार में, वर्म गियर ड्राइव में बेयरिंग की विफलता लगभग हमेशा तीन कारणों में से एक के कारण होती है: गलत बेयरिंग प्रकार (DGBB जहां एंगुलर कॉन्टैक्ट की आवश्यकता होती है), गलत भार गणना (बाहरी भार शामिल नहीं), या गलत माउंटिंग (दोनों बेयरिंग स्थिर, जिससे थर्मल अवरोध उत्पन्न होता है)। वर्म गियर ड्राइव में सही ढंग से निर्दिष्ट और माउंटेड बेयरिंग को गियर सेट के सेवा जीवन के दौरान नियोजित प्रतिस्थापन आइटम नहीं होना चाहिए।

वर्म शाफ्ट पर आमने-सामने लगे एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग के लिए सही प्री-लोड क्या है?+

प्री-लोड की मात्रा बेयरिंग के आकार, लोड की स्थिति और गति पर निर्भर करती है। सामान्य दिशानिर्देश: सामान्य गति (वर्म शाफ्ट 500-1500 आरपीएम) पर औद्योगिक वर्म गियर ड्राइव के लिए मध्यम प्री-लोड (आमतौर पर बेसिक डायनेमिक लोड रेटिंग C का 1-3%) उपयुक्त होता है। उच्च गति ड्राइव (वर्म शाफ्ट 1500 आरपीएम से ऊपर) के लिए हल्का प्री-लोड उपयुक्त होता है ताकि प्री-लोड के तहत बेयरिंग के रोलिंग संपर्क से अत्यधिक गर्मी उत्पन्न होने से बचा जा सके। उच्च कठोरता आवश्यकताओं (सटीक रोबोट जोड़, पोजिशनिंग सिस्टम) के लिए भारी प्री-लोड उपयुक्त होता है, जहां लोड के तहत शाफ्ट के विक्षेपण को कम से कम किया जाना चाहिए। प्री-लोड को आंतरिक रिंगों के बीच बेयरिंग स्पेसर, स्प्रिंग वॉशर या माउंटिंग नट टॉर्क के माध्यम से लगाया जा सकता है। विशिष्ट बेयरिंग पदनाम और शाफ्ट गति के लिए बेयरिंग निर्माता की प्री-लोड तालिका देखें।

मेरे वर्म गियर ड्राइव से एक गड़गड़ाहट की आवाज़ आती है जो शाफ्ट की गति के साथ बदलती है, लेकिन यह मेश फ्रीक्वेंसी पर नहीं होती। क्या यह बेयरिंग की समस्या हो सकती है?+

जी हाँ, लगभग निश्चित रूप से। वर्म गियर ड्राइव में बेयरिंग का शोर, गियर मेश के शोर से अलग होता है: बेयरिंग का शोर आमतौर पर एक व्यापक गड़गड़ाहट या फुफकार पैदा करता है जो गति के साथ बढ़ता है, न कि मेश आवृत्ति और उसके हार्मोनिक्स पर उत्पन्न होने वाला टोनल शोर, जो गियर मेश की समस्याओं के कारण होता है। अंतर करने के लिए: मेश आवृत्ति की गणना करें (वर्म शाफ्ट आरपीएम x z1 / 60 हर्ट्ज़)। यदि प्रमुख शोर आवृत्ति शाफ्ट की गति के साथ बदलती है लेकिन मेश आवृत्ति या उसके हार्मोनिक्स पर नहीं है, तो शोर गियर मेश के बजाय बेयरिंग में रोलिंग एलिमेंट के संपर्क से उत्पन्न होता है। यदि उपलब्ध हो, तो बेयरिंग ज्यामिति से विशिष्ट बेयरिंग दोष आवृत्तियों (इनर रेस BPFI, आउटर रेस BPFO, रोलिंग एलिमेंट BSF) की गणना की जा सकती है, जिससे और भी सटीक पहचान हो सकती है।

वर्टिकल वर्म शाफ्ट (ऊपर मोटर, नीचे आउटपुट शाफ्ट) के लिए मुझे किस प्रकार की बेयरिंग व्यवस्था का उपयोग करना चाहिए?+

वर्म शाफ्ट की ऊर्ध्वाधर स्थिति शाफ्ट अक्ष के सापेक्ष गुरुत्वाकर्षण घटक की दिशा को बदल देती है। ऊर्ध्वाधर स्थिति में, वर्म शाफ्ट का भार शाफ्ट अक्ष के अनुदिश नीचे की ओर कार्य करता है — जिससे निचले बेयरिंग पर अक्षीय भार बढ़ जाता है और ऊपरी बेयरिंग पर भार संभावित रूप से कम हो जाता है। ऊर्ध्वाधर शाफ्ट के लिए: निचला बेयरिंग स्थिर (थ्रस्ट) बेयरिंग होना चाहिए, जो वर्म मेश अक्षीय थ्रस्ट Fa1 और नीचे की ओर कार्य करने वाले शाफ्ट भार घटक दोनों को वहन करने में सक्षम हो। ऊपरी बेयरिंग फ्लोट बेयरिंग है। यह सुनिश्चित करें कि निचले स्थिर बेयरिंग के लिए अक्षीय भार गणना में शाफ्ट भार का गुरुत्वाकर्षण घटक शामिल है। मॉड्यूल M5 पर वर्म शाफ्ट के लिए, शाफ्ट का भार 3-8 किलोग्राम हो सकता है — जिससे गुरुत्वाकर्षण से 30-80 N अक्षीय भार उत्पन्न होता है, जो कई kN के विशिष्ट थ्रस्ट भार की तुलना में कम है, लेकिन इसकी पुष्टि की जानी चाहिए।

सही एंगुलर कॉन्टैक्ट बेयरिंग इंस्टॉलेशन के लिए शाफ्ट शोल्डर और हाउसिंग बोर को मैं कैसे निर्दिष्ट करूं?+

आमने-सामने लगे एंगुलर कॉन्टैक्ट बॉल बेयरिंग के सही सीटिंग के लिए शाफ्ट शोल्डर के सटीक आयाम और हाउसिंग बोर की सटीक स्थिति आवश्यक है। महत्वपूर्ण पैरामीटर: शाफ्ट शोल्डर की ऊंचाई बेयरिंग के आंतरिक रिंग की ऊंचाई के 50° से 80° के बीच होनी चाहिए ताकि रोलिंग तत्वों में कोई रुकावट न आए और पर्याप्त संपर्क क्षेत्र मिल सके। शाफ्ट शोल्डर का व्यास आंतरिक रिंग के बाहरी किनारे के व्यास से अधिक नहीं होना चाहिए। घूर्णनशील शाफ्ट आंतरिक रिंग लोडिंग (जो वर्म शाफ्ट पर लागू होती है) के लिए हाउसिंग बोर टॉलरेंस H7 होना चाहिए, जिससे लोड के तहत शाफ्ट पर आंतरिक रिंग के घूर्णन को रोकने के लिए थोड़ा अवरोध उत्पन्न हो। हाउसिंग में बाहरी रिंग: फिक्स्ड बेयरिंग के लिए K7 टॉलरेंस, फ्लोट बेयरिंग के लिए H7 या J7। वर्म शाफ्ट बेयरिंग के लिए ग्रीस फिल: बेयरिंग हाउसिंग कैविटी में खाली जगह का 1/3 से 1/2 भाग, इससे अधिक ग्रीस होने पर चिपचिपे मंथन से ओवरहीटिंग हो सकती है।

अपने वर्म गियर एप्लिकेशन के लिए बेयरिंग लोड डेटा प्राप्त करें

इनपुट पावर, मोटर स्पीड, गियर अनुपात, माउंटिंग कॉन्फ़िगरेशन और बाहरी भार निर्दिष्ट करें। कोरिया एवर-पावर आपके बियरिंग चयन गणना में सहायता के लिए बियरिंग लोड डेटा (वर्म शाफ्ट अक्षीय थ्रस्ट, दोनों बियरिंग स्थितियों पर रेडियल लोड) प्रदान करता है।

संपादक: सीएक्सएम

हमारी फैक्ट्री का वर्चुअल टूर

टैग:वर्म गियर | वर्म गियर वर्म