Các yếu tố chính khi lựa chọn vòng bi trụ cho tải nặng

Tại một nhà máy xi măng ở tỉnh Giang Tô, hộp số truyền động lò nung NU2240 bị hỏng ba lần trong tám tháng. Cả ba sản phẩm thay thế đều có cùng số bộ phận, nhưng chỉ vòng bi của nhà cung cấp thứ ba tồn tại được sau một năm. Tại Công ty Vòng bi & Truyền động Yinin Thượng Hải, chúng tôi thường thấy mô hình này: định mức tải trọng, lồng, vật liệu, khe hở và bôi trơn quyết định tuổi thọ sử dụng hơn là kích thước lỗ khoan.

Bắt đầu với xếp hạng tải, không chỉ kích thước lỗ khoan

Kích thước lỗ khoan xác định đường bao; mức tải trọng động cơ bản C xác định tuổi thọ. Hai vòng bi NU2206 có cùng lỗ khoan 30 mm có thể khác nhau hơn 10% về C do số lượng con lăn và hình dạng rãnh lăn. C là tải trọng mà 90% nhóm giống hệt nhau hoàn thành một triệu vòng quay mà không bị mỏi. C0 kiểm soát mức độ sốc mà ổ trục hấp thụ trước khi mương biến dạng.

Biểu đồ dưới đây cho thấy tại sao tỷ lệ tải lại chiếm ưu thế. ISO 281 đưa ra tuổi thọ định mức cơ bản là L10 = (C/P)^(10/3) triệu vòng quay. Do số mũ là 10/3, việc đánh giá thấp 20% tải tương đương P sẽ làm giảm tuổi thọ L10 tính toán khoảng 45%.

Để có cái nhìn thực tế, hãy đọc phân tích của chúng tôi về vòng bi lăn hình trụ trong máy móc hạng nặng .

Vòng bi lăn hình trụ công suất cao dòng NU200 Vòng bi trụ thiết kế mở này mang lại khả năng chịu tải hướng tâm lớn và độ cứng vững, với chuyển động dọc trục tự do. Nó phù hợp với tải nặng và vận hành tốc độ cao, khiến nó phù hợp để hiểu cách sắp xếp các gân kiểm soát sự tự do của trục. Xem sản phẩm →

Chọn Mã thiết kế: NU, NJ, NUP hoặc NF

Mã thiết kế quyết định nơi trục có thể phát triển theo nhiệt độ và nơi nó phải cố định. Vòng bi lăn hình trụ là vòng bi tiếp xúc trực tiếp: các con lăn tiếp xúc với cả hai mương dọc theo một đường, mang lại độ cứng hướng tâm cao nhưng hầu như không chịu tải trọng trục và hầu như không bị lệch trục. NU, N, NJ, NUP và NF mô tả sự sắp xếp các gân kiểm soát sự tự do của trục.

Đối với vị trí định vị trong bộ truyền bánh răng nặng, NUP là lựa chọn cổ điển vì nó cố định trục theo cả hai hướng. NJ chỉ định vị theo một hướng và phù hợp với cách sắp xếp trong đó lực đẩy ngược lại được truyền đi nơi khác. Dưới tải trọng kết hợp rất nặng, hãy thêm ổ đỡ lực đẩy riêng cho phần trục.

Vòng bi lăn hình trụ đơn sườn dòng NJ2200 Với vòng trong có gân đơn và vòng ngoài có gân đôi, ổ trục này mang lại khả năng chịu tải hướng tâm cao và định vị trục theo một hướng. Nó phù hợp với hộp số và máy móc hạng nặng, phù hợp với cuộc thảo luận về vị trí định vị và các yêu cầu về lồng cách. Xem sản phẩm →

Ghép lồng với phổ tải

Lồng là một cấu trúc chịu lực, không phải là miếng đệm. Dưới sự rung động, sốc hoặc mô-men xoắn đảo chiều, lồng yếu sẽ biến dạng, khoảng cách giữa các con lăn trở nên không đều và ổ trục chuyển từ tiếng ồn sang hiện tượng giật. Ba dòng thống trị các thông số kỹ thuật chịu tải nặng: đồng thau gia công, thép dập và polyamit.

Dưới tải trọng xuyên tâm nặng liên tục, một lồng bằng đồng được gia công hai mảnh sẽ dẫn hướng mỗi con lăn trong túi riêng của nó và giữ khoảng cách đồng đều trong khi các vòng bị lệch một cách đàn hồi. Lồng thép có tem nhẹ hơn và phù hợp với tốc độ cao hơn với tải trọng vừa phải. Tránh dùng polyamit ở nhiệt độ trên 120°C hoặc với các loại dầu tổng hợp có tính ăn mòn cao.

Chọn loại vật liệu cho vỏ sốc

Cấp vật liệu quyết định liệu ổ trục có chịu được va đập hay không chứ không phải liệu nó có chịu tải hướng tâm ổn định hay không. Hầu hết các vòng bi trụ đều được làm bằng thép crom SAE 52100 được tôi cứng hoàn toàn ở nhiệt độ 58 đến 62 HRC, đủ để chịu tải nặng liên tục. Khi xảy ra va chạm thường xuyên, chẳng hạn như trong thiết bị xây dựng và xẻng khai thác mỏ, hãy sử dụng thép được cacbon hóa vỏ: lõi cứng với vỏ cứng có thể chịu được tình trạng quá tải nhất thời mà không bị nứt. của chúng tôi trang ngành xây dựng trình bày chi tiết các ứng dụng này.

• SAE 52100 (GCr15): tiêu chuẩn cho tải trọng xuyên tâm nặng liên tục với giới hạn sốc.
• Thép hợp kim cacbon thấp được cacbon hóa vỏ: dành cho máy nghiền, màn rung và bộ truyền động máy nghiền có tải va đập liên tục.
• Các cấp độ ổn định kích thước (S1 đến S3): dành cho nhiệt độ vận hành trên 150°C khi độ ổn định kích thước là vấn đề quan trọng.
• Cấp độ chính xác cao hơn (P6): cải thiện sự phân bổ tải khi việc căn chỉnh trục hoặc vỏ không thể hoàn hảo.

Đặt khe hở bên trong và độ vừa vặn trước khi bôi trơn

Khe hở bên trong bị tiêu hao do khớp nối nhiễu và do vòng trong chạy nóng hơn vòng ngoài. Nếu khoảng hở vận hành bằng 0, các con lăn sẽ nêm, trượt và làm mờ các mương. Đó là lý do tại sao C3 được mặc định cho tải nặng và C4 được dành riêng cho sốc nặng hoặc chênh lệch nhiệt độ cao.

Bôi trơn là thành phần chịu tải cuối cùng. Đối với hộp số bôi trơn bằng dầu chịu tải trọng hướng tâm nặng, ISO VG 320 với phụ gia EP là bước khởi đầu phổ biến; các vị trí tốc độ thấp, sốc nặng sử dụng ISO VG 460 hoặc 680. ISO 281 điều chỉnh tuổi thọ bằng tỷ số nhớt kappa. Nhắm mục tiêu kappa từ 2 đến 4 và xác nhận độ dày màng được tính toán vượt quá độ nhám bề mặt composite.

Vòng bi lăn hình trụ hai gân dòng NUP200 Thiết kế có thể tách rời này với hai vòng giữ bên có thể xử lý tải trọng hướng tâm và tải trọng trục nhỏ, mang lại độ cứng cao và lắp đặt dễ dàng. Nó phù hợp với bối cảnh định vị các vị trí trong bộ truyền bánh răng và các quyết định thông số kỹ thuật cuối cùng cho việc lựa chọn ổ trục. Xem sản phẩm →

Danh sách kiểm tra lựa chọn tải nặng gồm năm bước

Một thông số kỹ thuật đáng tin cậy là năm quyết định tuần tự, được thực hiện theo thứ tự sao cho không có sự phù hợp chung nào bị buộc phải áp dụng cho trường hợp tải không định lượng.

1. Định lượng phổ tải: ghi lại tải trọng hướng tâm tối đa, thời gian ở mỗi mức tải, cấu hình tốc độ, tải trọng trục và các sự kiện sốc.
2. Chọn mã thiết kế: NU cho vị trí nổi, NUP hoặc NJ cho vị trí định vị, dựa trên sự giãn nở nhiệt.
3. Xác minh xếp hạng: xác nhận C và C0 so với tải tương đương được tính toán và kiểm tra s0 để biết trường hợp sốc xấu nhất.
4. Chọn lồng, vật liệu và khoảng hở: đồng thau gia công để chịu rung, thép được cacbon hóa vỏ để chịu va đập, C3 cho tải nặng liên tục.
5. Xác định khớp nối và bôi trơn: chọn khớp nối trục và vỏ từ bảng điều kiện vận hành, sau đó chọn độ nhớt của dầu để giữ kappa trong khoảng từ 2 đến 4.

Câu hỏi thường gặp

C và C0 có ý nghĩa gì trong thông số kỹ thuật ổ lăn hình trụ?

C là mức tải trọng động cơ bản, tải trọng mà 90% nhóm ổ trục giống hệt nhau chịu được một triệu vòng quay. C0 là mức tải trọng tĩnh cơ bản, tải trọng tạo ra biến dạng vĩnh viễn bằng 0,0001 lần đường kính con lăn khi tiếp xúc nặng nhất. Sử dụng C để tính toán tuổi thọ mỏi và C0 cho hệ số an toàn tĩnh s0 = C0/P0 trong điều kiện va đập.

Khi nào tôi nên sử dụng ổ trục NJ thay vì ổ trục NUP?

Sử dụng NUP khi trục phải được đặt dọc trục theo cả hai hướng, đây là cách bố trí vị trí cố định tiêu chuẩn trong bộ truyền động bánh răng. Sử dụng NJ khi chỉ cần vị trí theo một hướng và lực đẩy ngược lại được thực hiện bởi một bộ phận khác, vì việc lắp ráp NJ đơn giản hơn và không có vòng sườn lỏng lẻo.

Tại sao vòng bi trụ chịu tải nặng thường sử dụng khe hở C3?

Một khớp nối bị cản trở trên trục và vòng trong ấm hơn sẽ loại bỏ phần lớn khe hở danh nghĩa trong quá trình vận hành. Nếu khe hở vận hành gần bằng 0, các con lăn sẽ bị nêm và trượt, gây ra hiện tượng nhòe và hỏng hóc nhanh chóng. C3 cung cấp giới hạn an toàn cho các thiết bị vừa vặn, chạy ở nhiệt độ ấm và C4 được dành riêng cho các tải va đập và chênh lệch nhiệt độ cao.

Tôi có thể thay thế vòng bi tang trống bằng vòng bi tang trống không?

Chỉ khi sự liên kết được kiểm soát. Vòng bi trụ tiêu chuẩn chấp nhận độ lệch khoảng 1 đến 2 phút cung, trong khi vòng bi tang trống xử lý khoảng 1 độ trở lên. Nếu trục bị lệch khi chịu tải, ổ lăn hình trụ sẽ chịu tải cạnh và hỏng nhanh chóng mặc dù định mức hướng tâm cao hơn. Kiểm tra sự thẳng hàng của vỏ và trục trước khi thực hiện thay đổi.