Laakerin esikuormitus: vaiheittaiset menetelmät ja yleiset virheet vältettäväksi

Laakerin esijännitys on yksi niistä säädöistä, jotka näyttävät yksinkertaisilta, kunnes kokoonpano on kuuma. Lyhyt vastaus on, että laakerin esikuormitus tarkoittaa sisäisen välyksen tarkoituksellista poistamista ohjatun aksiaalisen kuormituksen avulla, jolloin vierintäelementit pysyvät kosketuksessa kulkureittien kanssa. Oikein tehtynä se tekee karasta jäykemmän, hiljaisemman ja tarkemman. Huonosti tehtynä se aiheuttaa lämpöä, melua ja varhaista vikaa. Jos olet joskus miettinyt, miksi yksi kara pysyy hiljaisena 20 000 rpm:llä samalla kun identtinen vinkua, ero on usein esijännitys. Tämä opas opastaa sinut läpi kaksi tärkeintä esilatausmenetelmää, kuinka valita oikea taso ja missä teknikot useimmiten häviävät taistelun.

Miksi esikuormittaa laakeria?

Ajattele jyrsintäkaraa, jonka on pidettävä jyrsin vakaana, kun kuorma muuttuu jokaisen lastun myötä. Jos laakerissa on sisävälys, akseli voi siirtyä muutaman mikrometrin aksiaalisuunnassa, työkalu tärisee ja pinnanlaatu heikkenee. Esijännitys sulkee tämän raon ja asettaa vierintäelementit jatkuvaan elastiseen kosketustilaan. Käytännön syitä laakerin esikuormitukseen ovat jäykkyyden parantaminen, melun vähentäminen, tarkan akselin asennon säilyttäminen, pallon luisumisen estäminen kevyillä kuormilla ja istukan kulumisen tai lämpölaajenemisen kompensointi. Työstökoneiden karat, mittauslaitteet ja lääketieteelliset laitteet riippuu esikuormituksesta toistettavan tarkkuuden saavuttamiseksi.

Esijännitys ei ole sama asia kuin mutterin kiristäminen, kunnes se tuntuu kireältä. Tavoitteena on määritelty sisäinen kuorma, ei suurin vääntömomentti. Teknisesti sanottuna luot puristuksen sisä- ja ulkorenkaiden välille vierintäelementtien kautta.

Asennon esikuormitus vs. vakiopaineinen esikuormitus

Useimmat esijännitysjärjestelmät jakautuvat kahteen perheeseen: asennon esijännitys ja vakiopaineinen esijännitys. Asennon esijännitys käyttää välilevyjä, välilevyjä tai lukkomuttereita laakerien kiinnittämiseen tietyn etäisyyden päähän toisistaan. Esijännitysvoima on lukittu välikappaleen mitan avulla suhteessa laakerin leveyteen; kun järjestelmä on asennettu, se ei voi liikkua. Vakiopaineinen esijännitys käyttää jousta, kuten aaltojousta tai kierrejousta, puristamaan laakerinrenkaat yhteen. Jousi pitää käytetyn voiman suunnilleen vakiona, vaikka laakeri ja akseli kasvavat lämpötilan mukana.

Molemmat menetelmät ovat yleisiä kulmakosketuskuulalaakereissa, koska kuulan ja juoksuradan välinen kosketuslinja muuttaa aksiaalisen esikuormituksen ennustettavaksi radiaalista jäykkyyttä. Lisätietoja tästä laakerityypistä on meidän kulmikas kosketuskuulalaakerin ohjain . Asennon esijännitys antaa suuren jäykkyyden, mutta voi ylikuormittaa laakeria, kun lämpö laajentaa akselia. Vakiopaineinen esijännitys on anteeksiantavampi suurissa nopeuksissa, koska voima ei nouse lämpötilan noustessa. Tilattaessa esijännitettyjen sarjojen kulmakosketuslaakereita leveystoleranssilla ja yhdensuuntaisuudella on enemmän merkitystä kuin nimellisreiän mitta. Tehtaalla sovitettu parisarja yksinkertaistaa kokoamista ja takaa tasaisen kuormanjaon.

7000-sarjan kulmakuulalaakerit nopeisiin sovelluksiin 15 asteen kosketuskulmalla nämä tarkkuuslaakerit sopivat nopeille ja hiljaisille koneille. Ne sopivat hyvin lähelle keskusteltuun kevyeen esijännitykseen tarjoten jäykkyyttä ja pientä kitkaa karalle. Näytä tuote →

Kuinka näitä kahta menetelmää verrataan

Oikean esilatauksen määrittäminen

Oikean esijännityksen valitseminen on enemmän kiinni sovelluksesta kuin vääntömomentista. Kevyt esijännitys riittää yleensä suurella nopeudella käyville meluherkille laitteille, kuten pienille sähkömoottoreille. Raskas esijännitys on varattu sovelluksiin, joissa jäykkyys on tärkeämpää kuin lämpö, ​​kuten työstökoneiden karat. Käytännön lähestymistapa on aloittaa laakerin valmistajan tietylle järjestelylle antamasta suosituksesta ja tarkistaa sitten irrotusmomentilla tai aksiaalipoikkeamalla. Kulmakosketinparissa pieni muutos lukkomutterin vääntömomentissa voi siirtää sisäistä kuormaa merkittävästi, joten käytä aina momenttiavainta ja kirjaa lopullinen arvo. Kun oikea laakerisarja on jo asennettu, mitatun vastuksen tulee olla tasainen vähintään kahden täyden kierroksen aikana.

Hyödyllinen nyrkkisääntö on kevyempi esijännitys nopeudelle ja raskaampi esijännitys jäykkyyden parantamiseksi. Monissa yleisissä sarjoissa ero kevyen ja keskitason esikuormituksen välillä on vain muutaman mikrometrin häiriö. Jos valmistajan tietolehteä ei ole saatavilla, käytä jousiasteikkoa ja mittaa kitkamomentti samalla kun kierrät ulkorengasta hitaasti; tämä antaa toistettavan perusviivan. Käyttölämpötilan nousu ensimmäisen tunnin aikana on lopullinen tuomio. Jos kotelo nousee yli 20 °C ympäristön yläpuolelle ja jatkaa nousuaan, vähennä esijännitystä, ennen kuin ilmaantuu lisävaurioita.

7200-sarjan kulmakuulalaakerit raskaille kuormille Suuremman kosketuskulman ansiosta tämä sarja kestää huomattavia aksiaalikuormia ja suurta jäykkyyttä. Ihanteellinen, kun raskaampi esijännitys ja jäykkyys ovat etusijalla, kuten ympäröivässä ohjeessa mainitaan. Näytä tuote →

Vaiheittainen esilatausmenettely

Kun tavoiteesijännitys on tiedossa, käsittele kokoonpano kiinteässä järjestyksessä. Sama järjestys pätee useimpiin kara-, moottori- ja vaihteistojärjestelyihin.

1. Puhdista akseli ja kotelo ja poista sen jälkeen kaikki kosketuspinnat ja olkapään kulmat. Lika sisä- tai ulkorenkaan alla vääristää esijännityksen mittausta ja voi naarmuttaa istuinpintoja.
2. Tarkista laakereiden järjestelykoodit. Yhteensovitetuille pareille DB-, DF- tai DT-järjestely on asennettava täsmälleen merkityn mukaisesti; parin kääntäminen muuttaa kosketuskulman suuntaa ja esijännityskäyttäytymistä.
3. Aseta laakeripari ja mahdolliset välikkeet tai välilevyt akselille. Pidä renkaat kohdakkain kilparadan kosketuspisteiden kanssa; väärin kohdistettu välilevy aiheuttaa epätasaisen kuormituksen palloille.
4. Kiristä lukkomutteri tai kiristysmutteri asteittain vaiheittain. Kierrä laakeria jokaisen vaiheen jälkeen. Resistanssin tulee kasvaa tasaisesti, eikä se saa tarttua tai takertua yhteen kulma-asentoon.
5. Mittaa tuloksena oleva esijännitys. Tämä voidaan tehdä tarkistamalla aksiaalinen siirtymä mittakellolla tai mittaamalla laakerin irrotusmomentti määritellyllä aksiaalikuormalla.
6. Viimeisen kiristyksen jälkeen käännä akselia käsin. Sen pitäisi pyöriä tasaisesti kevyellä tasaisella vastuksella. Käytä sitten kokoonpanoa alhaisella nopeudella ja tarkkaile lämpötilan nousua.

Älä ohita pyörimistarkastusta jokaisen vaiheen jälkeen. Välilevyt voivat vääristyä, jos ne eivät ole neliömäisiä, ja tämä näkyy yleensä tiukkana pisteenä, joka esiintyy samassa akselikulmassa joka kierroksella. Jos esijännitys on odotetun alueen ulkopuolella, pysäytä ja korjaa syy, älä kiristä mutteria väkisin.

Yleisiä virheitä ja käytännön vinkkejä

Useimmat kenttäongelmat juontavat juurensa muutamiin toistuviin virheisiin. Ylikiristys on yleisintä: teknikko käsittelee esijännitystä tavallisena puristusvoimana ja päätyy karaan, joka kuumenee nopeasti. Lämpö laajentaa sisärengasta ja akselia, mikä nostaa esikuormitusta entisestään luoden lämpöpoiston. Toinen virhe on jättää huomiotta akselin lämpökasvu; Muutaman mikrometrin laajeneminen lisää merkittävästi esiladatun parin kuormitusta.

Voitelu muuttaa myös kuvaa. Liiallinen rasva käynnistettäessä lisää irrotusmomenttia, ja väärä rasva voi peittää oikean esijännityslukeman, kunnes kone on käynnissä. Älä koskaan käytä uudelleen laakeria, joka on toiminut väärällä suolavedellä: kun kulkuradat ovat lommottuneet, mikään esijännityksen säätö ei palauta sen sileyttä. Ensimmäinen merkki ongelmasta on yleensä tasainen lämpötilan nousu, joten laakerin lämpötilan kirjaaminen ensimmäisen sisäänajon aikana on pienen vaivan arvoista.

Laakerin esikuormitus ei ole yksittäinen lukkomutterin arvo; Se on järjestelmäpäätös, joka yhdistää laakerin tyypin, etäisyyden, jousinopeuden, käyttölämpötilan ja voitelun. Luotettava tapa on valita esikuormitettaviksi suunnitellut laakerit, asentaa ne oikeaan järjestykseen ja varmistaa tulos veto-, vääntömomentti- ja lämpötilatarkastuksilla. Maailman paras asennusmenettely ei pysty kompensoimaan epäjohdonmukaista ratageometriaa, joten toimittaja, jolla on tehtaan valvonta ja laaduntarkastus, on oikea valinta. Kulmakosketuskuulalaakerimme on koneistettu leveydellä, jota tarvitaan ennakoitavaan esijännitykseen. Osta henkilöltä, joka osaa selittää suvaitsevaisuuden tarinan ja seisoo valmistusprosessin takana.