ตลับลูกปืนธรรมดาทรงกลมแก้ปัญหาการสึกหรอของเครื่องจักรหนักได้อย่างไร?

ตลับลูกปืนทรงกลม จัดการกับปัญหาการสึกหรออย่างมีประสิทธิภาพในเครื่องจักรกลหนักผ่านลักษณะการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์และข้อดีของวัสดุซึ่งสะท้อนให้เห็นโดยเฉพาะในด้านต่อไปนี้:

GE ... (e) ES-2RS เกียร์อัตโนมัติทรงกลมแบริ่ง

1. การชดเชยมุมปรับตัวเพื่อลดความเข้มข้นของความเครียดขอบ

หลักการออกแบบ:
พื้นผิวหน้าสัมผัสวงแหวนด้านในและด้านนอกของตลับลูกปืนทรงกลมเป็นทรงกลมทำให้เพลาแกว่งได้อย่างอิสระภายในช่วงมุมหนึ่ง (โดยปกติ± 1 ° ~ ± 15 °) การออกแบบนี้ช่วยให้แบริ่งสามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงมุมที่เกิดจากข้อผิดพลาดในการติดตั้งโดยอัตโนมัติการโก่งตัวของเพลาหรือโหลดแบบไดนามิกโดยหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเครียดจากขอบที่เกิดจากข้อ จำกัด ที่เข้มงวดในตลับลูกปืนแบบดั้งเดิม
ผลจริง:
ในเครื่องจักรกลหนัก (เช่นรถขุดและเครน) การเบี่ยงเบนเล็กน้อยหรือการสั่นสะเทือนของเพลาจะถูกดูดซึมโดยโครงสร้างทรงกลมของแบริ่งลดความเสี่ยงของการสึกหรอในท้องถิ่น ตัวอย่างเช่นเมื่อบูมบูมเครนแบริ่งสามารถปรับได้อย่างยืดหยุ่นด้วยการเปลี่ยนมุมเพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวในช่วงต้นที่เกิดจากการสัมผัสที่แข็ง

2. การรวมกันของความสามารถในการรับน้ำหนักสูงและวัสดุทนต่อการสึกหรอ

การเลือกวัสดุ:
วงแหวนด้านใน/วงแหวนด้านนอก: โดยปกติจะใช้เหล็กกล้าแบรมคาร์บอนสูง (เช่น GCR15) ความแข็งของพื้นผิวสามารถเข้าถึง HRC60-64 และมีความต้านทานต่อความเหนื่อยล้าที่ยอดเยี่ยมและความต้านทานการสึกหรอ
Liner/Sliding Layer: โลหะผสมทองแดงเสริม, วัสดุคอมโพสิต PTFE หรือการเคลือบด้วยการหล่อลื่นด้วยตนเอง (เช่นMos₂) สร้างฟิล์มถ่ายโอนภายใต้ภาระหนักเพื่อลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (ปกติμ <0.1)
กรณีแอปพลิเคชัน:
ในการทำเหมืองเครื่องบดแบริ่งต้องทนต่อแรงกระแทกและการพังทลายของฝุ่น ตลับลูกปืนระนาบทรงกลมที่มีแผ่นรองโลหะผสมทองแดงลดการสึกหรอผ่านคุณสมบัติการหล่อลื่นด้วยตนเองในขณะที่ต่อต้านการฝังฝุ่นและยืดอายุการใช้งาน

3. การหล่อลื่นด้วยตนเองและการออกแบบที่ไม่ต้องบำรุงรักษา

คุณสมบัติทางเทคนิค:
การหล่อลื่นที่เป็นของแข็ง: บางรุ่นมีสารหล่อลื่นที่เป็นของแข็งในตัว (เช่นกราไฟท์, โมลิบดีนัมซัลไฟด์) ซึ่งสามารถรักษาแรงเสียดทานต่ำได้โดยไม่ต้องหล่อลื่นภายนอก
โครงสร้างการปิดผนึก: ฝาครอบฝุ่นแบบบูรณาการหรือวงแหวนปิดผนึกเพื่อป้องกันสิ่งสกปรกจากการเข้าสู่พื้นผิวสัมผัสในขณะที่ยังคงรักษาสารหล่อลื่น
ข้อดีเปรียบเทียบ:
ตลับลูกปืนแบบดั้งเดิมต้องการการหล่อลื่นและการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอในขณะที่ตลับลูกปืนระนาบทรงกลมหล่อลื่นด้วยตนเองสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายพันชั่วโมงในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (เช่นอุณหภูมิสูงความชื้นสูงและฝุ่น) ลดการหยุดทำงานและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา

4. โหลดแบบกระจายลดความดันหน่วยลดลง

การเพิ่มประสิทธิภาพพื้นผิวสัมผัส:
การออกแบบการติดต่อแบบทรงกลมทำให้การกระจายโหลดสม่ำเสมอมากขึ้นและลดความดันต่อหน่วยพื้นที่อย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่นตลับลูกปืนระนาบดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะมีแรงดันสูงในท้องถิ่น (ซึ่งอาจเกินความแข็งแรงของผลผลิตของวัสดุ) เมื่อโหลดอย่างผิดปกติในขณะที่ตลับลูกปืนทรงกลมกระจายความดันไปยังพื้นที่ขนาดใหญ่ผ่านการสัมผัสทรงกลม
ตัวอย่างการคำนวณ:
สมมติว่าโหลดคือ 100kN พื้นที่สัมผัสของตลับลูกปืนแบบดั้งเดิมคือ 0.01 ตารางเมตรและความดันหน่วยคือ 10mpa; ตลับลูกปืนทรงกลมขยายพื้นที่เป็น 0.02 ตารางเมตรผ่านการสัมผัสทรงกลมและความดันหน่วยลดลงเป็น 5mpa ลดอัตราการสึกหรออย่างมีนัยสำคัญ

5. การออกแบบความต้านทานต่อแรงกระแทกและความเหนื่อยล้า

การเสริมแรงโครงสร้าง:
วงแหวนด้านนอกที่มีผนังหนา: ความต้านทานการเสียรูปที่เพิ่มขึ้นเหมาะสำหรับสถานการณ์การกระแทกหนัก
รูปทรงเรขาคณิตของสนามแข่งที่ดีที่สุด: เพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความเครียดจากการสัมผัสผ่านการวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด เพื่อลดความเสี่ยงของรอยแตกเมื่อยล้า
ข้อมูลที่วัดได้:
ในอุปกรณ์การตรวจคัดกรองการสั่นสะเทือนจะใช้ระนาบทรงกลมที่มีการออกแบบที่เพิ่มขึ้นและอายุการใช้งานของความเหนื่อยล้านั้นยาวกว่าแบริ่งแบบดั้งเดิมมากกว่า 3 เท่าและอัตราความล้มเหลวลดลง 70%