Alegerea unuia potrivitrulment cu șurub cu bileînseamnă alegerea aranjamentului de rulmenți care susține capetele prelucrate ale arborelui șurub. Acești rulmenți controlează mișcarea axială, mențin alinierea rotațională și transferă forța de la șurubul cu bile în structura mașinii.
Termenul nu trebuie confundat cu bilele care circulă în interiorul piuliței. Piulița cu bile transformă rotația șurubului într-o mișcare liniară, în timp ce rulmenții de susținere permit arborelui șurub să se rotească și să-l rețină în funcție de aranjamentul fix, susținut sau flotant selectat.
Un rulment nu trebuie ales numai din diametrul nominal al șurubului cu bile. Sarcina axială, rigiditatea necesară, viteza de funcționare, aranjarea rulmenților, preîncărcarea, lubrifierea, spațiul de instalare și prelucrarea-capetelor șuruburilor trebuie luate în considerare împreună.
Ce face rulmentul de sprijin
Când un șurub cu bile antrenează o masă mobilă, forța procesului nu dispare în interiorul piuliței. Trece prin arborele șurub la rulmenții de susținere și apoi în cadrul mașinii.
Rulmentul lateral fix-îndeplinește în mod normal cea mai importantă funcție de poziționare axială. Trebuie să reziste la împingere în direcțiile necesare limitând în același timp deplasarea axială a șurubului. Capătul opus susține rotația și stabilizează arborele în funcție de configurația de suport selectată.
| Partea sistemului | Funcția primară | Efectul asupra axei |
|---|---|---|
| Șurub cu bile și piuliță | Transformă mișcarea de rotație în mișcare liniară | Plumb, capacitate de tracțiune, eficiență și comportament de poziționare |
| Rulment lateral-fix | Localizați șurubul axial și transportați forța | Rigiditate axială, răspuns la inversare și stabilitate la rotație |
| Parte susținută sau flotantă | Sprijiniți capătul opus șurubului conform designului axei | Viteza critică, vibrații și comportament de dilatare termică |
| Ghidaj liniar | Ghidați căruciorul și transportați sarcini radiale și de moment | Rectitudine, stabilitate carucior si suport de sarcina |
Configurații de asistență comune
Configurația de sprijin-capătului afectează rigiditatea șurubului, viteza admisă, comportamentul termic și sarcina suportată de fiecare poziție a rulmentului.
| Configurare | Structura | Caracteristica principală | Preocuparea de proiectare |
|---|---|---|---|
| Fix – suportat | Rulment fix cu poziție axială la un capăt și rulment de susținere la celălalt | Echilibrul comun de stabilitate, cost și acomodare termică | Partea susținută trebuie să se potrivească cu mișcarea termică și cu capătul arborelui |
| Fix – fix | Dispoziții de rulmenți controlate axial la ambele capete | Rigiditate axială mai mare și suport îmbunătățit pentru șuruburi | Creșterea termică poate modifica tensiunea rulmentului sau a șuruburilor dacă nu este proiectată corect |
| Fix – gratuit | Rulment fix la un capăt, cu capătul opus șurubului nesprijinit | Constructie simpla si compacta | Rezistență mai scăzută la șuruburi și vibrații pe axele cu viteză lungă sau mare{0}} |
Suportul fix este utilizat pe scară largă în ansamblurile industriale standard de șuruburi cu bile. Fix-fix poate fi luat în considerare atunci când este necesară o rigiditate sau o viteză mai mare, dar comportamentul său termic și de preîncărcare trebuie proiectat cu atenție. Fără fixare este în general limitată la aplicațiile în care lungimea șurubului, viteza și sarcina permit o structură mai simplă.
Alegeți tipul de rulment
Rulmenți de sprijin cu contact unghiular
Rulmenții axiali cu bile cu contact unghiular de precizie sunt utilizați în mod obișnuit pe partea fixă a șurubului cu bile. Unghiul lor de contact intern le permite să suporte forța axială cu o rigiditate mai mare decât un rulment radial general.
Un singur rulment de contact unghiular suportă în principal sarcina axială într-o direcție. Prin urmare, capetele fixe cu șuruburi cu bile folosesc adesea rulmenți perechi sau seturi de rulmenți-potriviți din fabrică, astfel încât tracțiunea să poată fi controlată în ambele direcții.
Rulment radial pe partea susținută
Capătul opus poate folosi un lagăr radial în unitățile de susținere destinate să stabilizeze șurubul, permițând în același timp întregului aranjament să răspundă la creșterea termică așa cum este proiectat.
Nu trebuie să se aștepte ca acest rulment să ofere aceeași rigiditate de poziționare axială ca și setul de rulmenți laterali fix-. Dimensiunile și metoda de montare trebuie să se potrivească cu structura de prelucrări și carcasă-suportată.
Calculați sarcina axială
Sarcina axială este prima cerință mecanică pentru selectarea rulmenților cu șurub cu bile. Poate include forța de accelerație, forța de proces, rezistența la frecare și forța externă care acționează de-a lungul axei șurubului.
Gravitația ar trebui inclusă atunci când acționează de-a lungul direcției șurubului, cum ar fi pe o axă verticală. Pe o axă orizontală, greutatea mesei mobile este suportată în principal de căile de ghidare liniare, deși încă afectează cerințele de frecare și accelerație.
Sarcina de funcționare constantă nu este singura condiție de examinat. Pornirea, oprirea, decelerația de urgență, impactul de tăiere și modificările direcției de mișcare pot crea sarcini mai mari de-durată scurtă. Atât sarcina dinamică, cât și sarcina maximă statică sau de impact trebuie verificate în raport cu datele producătorului rulmenților.
Minimizați sarcina radială
Rulmenții de susținere a șuruburilor cu bile sunt selectați în primul rând pentru a controla forța axială și rotația șurubului. Greutatea mesei mobile, forța laterală și momentul de răsturnare ar trebui în mod normal să fie transportate de ghidajul liniar, mai degrabă decât transferate prin șurubul cu bile.
Sarcina radială semnificativă la rulmentul de susținere poate indica o nealiniere între șurub, carcasa suport, locașul piuliței, cuplaj și motor. De asemenea, poate rezulta dintr-un arbore îndoit sau suprafețe de montare care nu împart aceeași axă.
Selectarea unui rulment mai mare fără a corecta alinierea nu poate reduce nici căldura, nici uzura. Capacitatea portantă și sursa mecanică a forței radiale trebuie luate în considerare separat.
Rigiditate axială și poziționare
Rigiditatea axială descrie cât de mult se înclină aranjamentul lagărelor de susținere sub tracțiune. Rigiditatea mai mare reduce mișcarea la capătul șurubului atunci când axa accelerează, inversează direcția sau întâmpină o sarcină de proces în schimbare.
Rulmentul de susținere influențează stabilitatea poziționării, dar nu determină de la sine precizia completă a mașinii. Precizia finală depinde și de:
- Precizia plumbului șurubului cu bile și eroarea cumulată a plumbului
- Jocul piuliței cu bilă sau preîncărcare
- Deformarea torsională și axială a arborelui șurub
- Suportă-deplasarea axială a rulmentului
- Rigiditatea cuplajului, a piuliței-și carcasei
- Expansiunea termică și compensarea{{0}sistemului de control
- Precizia ghidajului liniar și a bazei-mașinii
Prin urmare, este incorect din punct de vedere tehnic să descriem un rulment suport ca având o precizie de poziționare a mașinii, cum ar fi ±0,05 mm. Precizia lagărului este exprimată în mod normal prin precizia dimensională, precizia rotației, curățarea și caracteristicile-setului potrivit.
Aranjamentul rulmentului
Rulmenții cu contact unghiular pot fi combinați în diferite aranjamente. Aranjamentul adecvat depinde de direcția de tracțiune, rigiditatea necesară, controlul momentului și lungimea de instalare disponibilă.
| Aranjament | Comportament general | Notă de selecție |
|---|---|---|
| Pereche-la-spate | Acceptă forța axială în ambele direcții, cu o distanță mai mare între centrele de presiune{0}} | Obișnuit în cazul în care rigiditatea axială și a momentului sunt importante |
| Pereche față-în-față | Sprijină forța axială în ambele direcții cu un răspuns diferit la aliniere și moment | Utilizați numai atunci când aranjamentul producătorului carcasei și rulmenților îl specifică |
| Set tandem | Împarte sarcina axială într-o direcție principală | Necesită un rulment opus sau un set atunci când trebuie efectuată și inversarea tracțiunii |
Seturile de rulmenți-potrivite din fabrică trebuie instalate în ordinea și orientarea specificate. Rulmenții din seturi diferite nu trebuie amestecați pentru a crea o nouă combinație, deoarece potrivirea preîncărcată și dimensională ar putea să nu mai fie controlată.
Selectați Preîncărcare
Presarcina rulmentului elimină jocul axial intern și crește rigiditatea suportului. Poate îmbunătăți răspunsul la inversare și poate ajuta șurubul să rămână stabil la schimbarea forței.
Mai multă preîncărcare nu este întotdeauna mai bună. Preîncărcarea excesivă crește cuplul de pornire, căldura de frecare și solicitarea internă a rulmentului. Efectul devine mai grav atunci când scaunele lagărelor, piulița de blocare, umerii arborelui sau carcasele nu sunt fabricate și asamblate corect.
Preîncărcarea trebuie selectată din clasele disponibile ale producătorului de rulmenți în funcție de rigiditatea necesară, viteza, temperatura de funcționare și sarcina externă. Nu creați preîncărcare suplimentară prin strângerea excesivă arbitrară a piuliței de blocare.
Verificați viteza și temperatura
Capacitatea de viteză a rulmentului și viteza critică a șurubului cu bile sunt limite legate, dar separate. Un rulment poate fi potrivit pentru viteza de rotație în timp ce arborele șurubului este prea lung sau insuficient susținut pentru a evita vibrațiile. Este posibilă și situația inversă.
Prin urmare, selecția ar trebui să verifice:
- Viteza maximă și continuă de rotație a șurubului
- Lungimea, diametrul și configurația suportului șuruburilor
- Viteza de limitare a rulmentului sub preîncărcarea selectată
- Tipul și cantitatea de lubrifiant
- Transfer de căldură prin carcasa suport
- Expansiunea termică a șurubului și a structurii mașinii
Un set de rulmenți cu preîncărcare mare poate oferi o bună rigiditate-la viteză mică, dar poate genera căldură inutilă într-o axă cu viteză mare-în rotație continuă. Ciclul de funcționare trebuie inclus în decizie.
Ungere și etanșare
Rulmenții de susținere a șuruburilor cu bile pot fi furnizați deschiși, etanșați sau pre{0}}lubrifiați, în funcție de designul lagărului și al unității de sprijin-. Rulmenții etanșați și pre-unsați simplifică instalarea, în timp ce rulmenții deschisi pot fi utilizați acolo unde mașina are un sistem de lubrifiere controlat.
Prea puțin lubrifiant crește uzura și temperatura. Prea multă grăsime poate crește, de asemenea, cuplul de funcționare și căldura, mai ales la viteză mai mare. Compatibilitatea lubrifianților trebuie verificată înainte de a adăuga o altă unsoare la un rulment existent.
În mediile care conțin așchii, lichid de răcire, praf sau umiditate, carcasa suport și garniturile lagărelor trebuie luate în considerare împreună. Rulmentul nu poate rămâne protejat dacă contaminanții intră printr-o interfață de carcasă neetanșată.
Potriviți șurubul-capete de prelucrare
Rulmentul suport se potrivește capătului prelucrat al șurubului cu bile, nu diametrului nominal original al șurubului. Un șurub cu bile de 20 mm, de exemplu, nu utilizează neapărat un rulment cu un alezaj de 20 mm.
Selecția rulmentului și desenul de-prelucrare finală trebuie să fie de acord cu:
- Diametrul-lagărului și toleranța
- Poziția umărului arborelui și perpendicularitatea
- Lungimea-lagărului
- Filetul-piuliței de blocare și aranjamentul distanțierului
- Diametrul și lungimea cuplajului-
- Alezajul carcasei, umărul și metoda de retenție
O potrivire prea slăbită poate permite mișcări nedorite sau curgeri. O potrivire prea strânsă poate modifica jocul interior, poate complica asamblarea sau poate deteriora rulmentul. Toleranțele corecte trebuie să urmeze specificațiile-unității de rulment și suport selectate.
Purtând Viața
Durata de viață nominală a rulmentului depinde de sarcina dinamică a rulmentului și de sarcina de funcționare echivalentă. Pentru rulmenții cu bile, relația de bază utilizată în mod obișnuit este:
C=evaluare dinamică de bază;
P=sarcină dinamică echivalentă la rulment.
Această formulă nu trebuie utilizată numai cu greutatea mesei mașinii. Sarcina echivalentă a rulmentului depinde de forța axială, orice forță radială, aranjamentul rulmentului, preîncărcare și ciclul de funcționare. Siguranța statică trebuie, de asemenea, verificată separat pentru încărcare maximă și condiții de impact.
Secvență de selecție
| Etapă | Determina | Motiv |
|---|---|---|
| 1 | Configurație fix-suportat, fix-fix sau fix-free | Definește rolul fiecărei poziții de rulment |
| 2 | Sarcini axiale continue, de vârf și de{0}}direcție inversă | Determină capacitatea de încărcare și cerințele de aranjare |
| 3 | Rigiditate axială necesară și deplasare acceptabilă | Ghidajele setului de rulmenți și selectarea preîncărcării |
| 4 | Viteza maximă, ciclu de lucru și temperatură | Verifică limitele de căldură, lubrifiere și viteză |
| 5 | Dimensiunile scaunului-lagărului și ale carcasei | Asigură compatibilitatea fizică și potrivirea corectă |
| 6 | Viață dinamică și siguranță statică | Confirmă adecvarea pentru ciclul de operare și sarcina de vârf |
Erori frecvente de selecție
- Selectarea rulmentului numai din diametrul nominal al șurubului cu bile.
- Tratarea greutății totale a mesei mobile ca sarcină axială pe un șurub orizontal.
- Ignorând accelerația, impactul și împingerea-în sens invers.
- Utilizarea unui rulment radial general unde este necesară rigiditate axială mare.
- Selectarea preîncărcării maxime fără a verifica viteza și căldura.
- Amestecarea rulmenților cu contact unghiular din diferite seturi potrivite.
- Încercarea de a rezolva nealinierea șuruburilor sau a carcasei prin creșterea capacității portante.
- Presupunând că doar rulmentul de sprijin determină precizia de poziționare.
Concluzie
Un rulment de sprijin adecvat pentru șurub cu bile trebuie să suporte sarcina axială reală, oferind în același timp rigiditatea, capacitatea de viteză și durata de viață cerute de mașină. Decizia include tipul de rulment, aranjamentul pereche, preîncărcare, lubrifiere și configurația suportului.
Selectarea rulmenților trebuie, de asemenea, să fie coordonată cu lungimea șurubului, viteza critică, prelucrarea la capăt, carcasa suport, alinierea cuplajului și dilatarea termică. Alegerea unui rulment numai în funcție de diametrul șurubului sau de preț poate duce la joc axial, căldură, vibrații, răspuns slab la poziționare sau defecțiune prematură.
Explorați DLYunități de sprijin cu șuruburi cu bile, recenzieBK/BF, FK/FF și EK/EF acceptă selecția, sau vizualizareProduse cu șuruburi cu bile DLY.
