การทำความเข้าใจตลับลูกปืนลูกบอลสัมผัสเชิงมุม: การออกแบบแอปพลิเคชันและการเลือก

คืออะไร แบริ่งลูกบอลสัมผัสเชิงมุม และพวกเขาทำงานอย่างไร?

แบริ่งลูกบอลสัมผัสเชิงมุมเป็นส่วนประกอบที่มีความแม่นยำออกแบบมาเพื่อจัดการโหลดรัศมีและการโหลดตามแนวแกน ซึ่งแตกต่างจากตลับลูกปืนรัศมีการก่อสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกเขาช่วยให้พวกเขารองรับกองกำลังในมุม ("มุมสัมผัส") ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานความเร็วสูงหรือโหลดหนัก องค์ประกอบที่สำคัญรวมถึงวงแหวนด้านในและด้านนอกลูกบอลและกรงที่รักษาระยะห่างของลูกบอล

7200 ซีรี่ส์ลูกปืนแบบสัมผัสแบบมุมเดียว

คุณสมบัติการออกแบบที่สำคัญ

• ติดต่อมุม (โดยทั่วไป 15 °ถึง 40 °) กำหนดความสามารถในการโหลดการแลกเปลี่ยนระหว่างกองกำลังตามแนวแกนและรัศมี
• การออกแบบแถวเดียวเป็นเรื่องธรรมดา แต่มีการกำหนดค่าแบบสองแถวหรือสี่เท่าสำหรับความต้องการพิเศษ
• วัสดุมีตั้งแต่เหล็กโครเมี่ยมมาตรฐานไปจนถึงลูกผสมเซรามิกสำหรับสภาวะที่รุนแรง

กลไกการกระจายโหลด

พื้นผิวหน้าสัมผัสที่ทำมุมสร้างสามเหลี่ยมแรงที่แก้ไขโหลดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น:

แบริ่งลูกบอลสัมผัสเชิงมุมที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานความเร็วสูง

การดำเนินงานความเร็วสูงต้องการตลับลูกปืนที่มีแรงเสียดทานต่ำความต้านทานความร้อนและความคลาดเคลื่อนที่แม่นยำ การออกแบบที่ดีที่สุดรวมปัจจัยสำคัญหลายประการ:

การเลือกวัสดุ

ลูกเซรามิก (ซิลิกอนไนไตรด์) ลดแรงเหวี่ยง 40% เมื่อเทียบกับเหล็กในสถานการณ์ความเร็วสูงพิเศษ อย่างไรก็ตามตลับลูกปืนเซรามิกเต็มรูปแบบอาจขาดความทนทานที่จำเป็นสำหรับแรงกระแทก

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบกรง

• กรงโพลีอะไมด์จะทำให้การสั่นสะเทือนลดลง แต่มีขีด จำกัด อุณหภูมิ (~ 120 ° C)
• กรงบรอนซ์จัดการอุณหภูมิที่สูงขึ้น แต่เพิ่มน้ำหนัก
• Machined Brass นำเสนอการประนีประนอมที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่

การสัมผัสเชิงมุมกับตลับลูกปืนลูกปืนลึก : เมื่อใดควรเลือก

ในขณะที่แบริ่งทั้งสองใช้ลูกบอลการใช้งานของพวกเขาแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ:

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ

แนวทางแอปพลิเคชัน

เลือกการติดต่อเชิงมุมเมื่อ:

• โหลดรวมกันเกิน 20% ส่วนประกอบตามแนวแกน
• การปรับโหลดล่วงหน้าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความแข็งแกร่งของระบบ
• การติดตั้งแบบจับคู่เป็นไปได้

วิธี คำนวณความสามารถในการโหลดสำหรับตลับลูกปืนลูกบอลสัมผัสเชิงมุม

การคำนวณโหลดที่แม่นยำป้องกันความล้มเหลวก่อนวัยอันควร การจัดอันดับโหลดแบบไดนามิกพื้นฐาน (C) และการจัดอันดับโหลดแบบคงที่ (C0) จากแคตตาล็อกผู้ผลิตเป็นพื้นฐาน แต่เงื่อนไขในโลกแห่งความเป็นจริงต้องมีการปรับเปลี่ยน

สูตรโหลดแบบไดนามิกเทียบเท่า

p = xfr yfa
ที่ไหน:
x = ปัจจัยรัศมี (0.35-1.5)
y = ปัจจัยแกน (0.57-2.3)
ค่าขึ้นอยู่กับมุมสัมผัสและชุดแบริ่ง

การประเมินอายุขัย

l10 = (c/p)^3 × 1 ล้านรอบการปฏิวัติ
สำหรับความน่าเชื่อถือ 90% สภาพแวดล้อมที่รุนแรงอาจต้องใช้การคำนวณ L10A ด้วยปัจจัยการปนเปื้อน

การโหลดแบริ่งลูกบอลสัมผัสเชิงมุมไว้ล่วงหน้า : เทคนิคและผลประโยชน์

การโหลดล่วงหน้าช่วยลดการกวาดล้างภายในเพื่อเพิ่มความแข็งของระบบและลดการสั่นสะเทือน วิธีการทั่วไป ได้แก่ :

ประเภทการโหลดล่วงหน้าตามแนวแกน

• สปริงโหลดล่วงหน้า : รักษาแรงคงที่แม้จะมีการขยายตัวทางความร้อน
• โหลดไว้ล่วงหน้า : ใช้ spacers สำหรับการกระจัดคงที่ (ดีกว่าสำหรับความแข็งแกร่งสูง)

การวัดล่วงหน้า

ตัวบ่งชี้การหมุนวัดการกระจัดตามแนวแกน (โดยทั่วไป 0.02-0.08 มม. สำหรับตลับลูกปืนขนาดกลาง) การโหลดล่วงหน้ามากเกินไปเพิ่มแรงเสียดทาน การโหลดล่วงหน้าไม่เพียงพออนุญาตให้เล่นได้

การแก้ไขปัญหาร่วมกัน โหมดความล้มเหลวของแบริ่งบอลแบบสัมผัสเชิงมุม

การรับรู้รูปแบบความล้มเหลวช่วยดำเนินการแก้ไข:

ความเหนื่อยล้าพุ่ง

พื้นผิวหลุมหมายถึงการสึกหรอปกติ (L10 ชีวิตหมดอายุ) หรือการปนเปื้อน เปรียบเทียบกับ:

ความร้อนมากเกินไป

การเปลี่ยนสี (สีน้ำเงิน/น้ำตาล) แสดงให้เห็นว่าการหล่อลื่นไม่เพียงพอหรือโหลดล่วงหน้ามากเกินไป การตรวจสอบอินฟราเรดช่วยตรวจจับปัญหาระยะเริ่มต้น