Czy łożyska kulki głębokiego rowka mogą poradzić sobie zarówno z obciążeniami promieniowymi, jak i osiowymi?

Łożyska kulkowe z głębokim groove (DGRO) są prawdopodobnie najbardziej wszechobecnym rodzajem łożyska toczenia, znalezionego we wszystkim, od silników elektrycznych i urządzeń gospodarstwa domowego po komponenty samochodowe i przemysłowe skrzyni biegów. Często pojawia się podstawowe pytanie: Czy łożyska kulki głębokiego rowka skutecznie radzą sobie z obiema promieniami I obciążenia osiowe? Odpowiedź jest dopracowana: Tak, mogą pomieścić oba, ale przede wszystkim wyróżniają się przy obciążeniach promieniowych i mają specyficzne ograniczenia dotyczące pojemności osiowej.

Zrozumienie projektu podwójnej zdolności

Kluczem do zdolności DGRO do zarządzania obydwoma typami obciążenia jest jego fundamentalna geometria:

1. Głębokie, ciągłe rowki: Zarówno pierścienie wewnętrzne, jak i zewnętrzne mają głębokie, nieprzerwane rowki bieżni. Ta ciągła krzywizna zapewnia gładkie ścieżki dla piłek.
2. Kontakt z wyścigami kulowymi: Głębokie rowki umożliwiają intymny kontakt między piłkami i obiema bieściami wzdłuż znacznych łuków.
3. Ścieżka obciążenia osiowego: Po nałożeniu obciążenia osiowego (równolegle do osi wału), kulki przenoszą siłę z rowka z jednego pierścienia do rowka na ramię przeciwnego pierścienia. Głębokie rowki zapewniają stabilne powierzchnie tego transferu siły.

Ta konstrukcja z natury pozwala łożyskowi przenieść obciążenia osiowe Zarówno Kierunki jednocześnie, choć o znacznie mniejszej pojemności niż ocena obciążenia promieniowego.

Charakterystyka wydajności: promieniowy vs. osiowy

• Siła obciążenia promieniowego: DGRO są specjalnie zoptymalizowane pod kątem obciążeń promieniowych (siły działające prostopadle do osi wału). Ich geometria skutecznie rozkłada obciążenia promieniowe na wielu kulkach, umożliwiając wysoką pojemność obciążenia promieniowego w stosunku do ich wielkości.
• Pojemność obciążenia osiowego: Chociaż zdolność obciążenia osiowego pojedynczego łożyska kulki o głębokim rowku jest znacznie niższa niż jego pojemność promieniowa. Jako ogólne wytyczne:
  • DGRO z jednym rzędem może zazwyczaj obsługiwać obciążenia osiowe do w przybliżeniu 25-50% statycznego obciążenia promieniowego (C0) . Dokładny odsetek zależy w dużej mierze od określonych serii łożyska (szerokość, głębokość rowka, krzywizna) i tolerancji produkcyjnych.
  • Kierunek: Mogą obsługiwać obciążenia osiowe w obu kierunkach.
  • Czynniki wpływające na pojemność osiową: Wyższa pojemność osiowa jest faworyzowana przez:
    • Większe łożyska w tej samej serii.
    • Łożyska z większymi piłkami lub zwiększonym uzupełnieniem piłki.
    • Łożyska wyprodukowane z większym wewnętrznym prześwitem (np. Przeświadczenie C3 może obsłużyć nieco większe obciążenie osiowe niż C0 przed wystąpieniem szkodliwego obciążenia wstępnego).
    • Właściwe smarowanie i umiarkowane prędkości robocze.

Praktyczne zastosowania wykorzystujące podwójną pojemność

DGRS są z powodzeniem stosowane w niezliczonych zastosowaniach, w których obecne są umiarkowane obciążenia (promieniowe osiowe) lub czyste obciążenia osiowe:

1. Silniki i generatory elektryczne: Obsługa resztkowych sił osiowych z pól magnetycznych lub niewielkiej niewspółosiowości wału podczas pracy.
2. Skrzynia biegów: Obciążenia wału podtrzymującego, w którym występują zarówno siły promieniowe z przekładni, jak i ciąg osiowy z koła spiralnych.
3. Pompki i sprężarki: Zarządzanie obciążeniami promieniowymi z ciężarów i umiarkowanego ciągu osiowego.
4. Przenośniki obsługi materiałów: Wałki podtrzymujące obciążenia promieniowe z pewnym ograniczeniem osiowym.
5. Akcesoria samochodowe: Używany w alternatorach, pompach wodnych i napinaczach, w których obciążenia są przede wszystkim promieniowe, ale istnieje jakiś element osiowy.
6. Urządzenia: Znalezione w bębnach pralki (znaczące promieniowe, umiarkowane osiowe podczas spinu) i małe silniki urządzeń.

Kiedy wystarczająca jest głęboka kulka rowka i kiedy potrzebne są alternatywy?

• Nadaje się na:
  • Przede wszystkim obciążenia promieniowe.
  • Aplikacje z niskie do umiarkowane Obciążenia osiowe w stosunku do pojemności łożyska.
  • Sytuacje wymagające obciążenia osiowego w obu kierunkach.
  • Zastosowania, w których prostota, opłacalność i zdolności szybkie są priorytetami.
• Rozważ alternatywy (kontakt kątowy, zwężany wałek) dla:
  • Aplikacje zdominowane przez Ciężkie obciążenia osiowe (Czysty ciąg lub ciąg znacznie przekraczający ~ 50% C0).
  • Wymagane scenariusze bardzo wysoka sztywność osiowa lub precyzyjne pozycjonowanie osiowe.
  • Aplikacje obejmujące Wysokie łączne obciążenia gdzie komponent osiowy przekracza granice pojemności DGRO. Łożyska kulowe kątowe lub zwężające się łożyska wałka są wyraźnie zaprojektowane do obsługi znacznych obciążeń osiowych, pojedynczo lub w połączeniu z obciążeniami promieniowymi, znacznie wydajniej.

Łożyska kulowe o głębokim groove mają nieodłączną zdolność do obsługi zarówno obciążeń promieniowych, jak i osiowych jednocześnie, co jest znaczącą zaletą przyczyniającą się do ich powszechnego stosowania. Ta pojemność z podwójnym obciążeniem wynika bezpośrednio z ich głębokich, ciągłych rowków w Raceway. Jednak ich pojemność obciążenia osiowego jest zasadniczo ograniczona w porównaniu z ich siłą promieniową. Inżynierowie muszą dokładnie ocenić wielkość i kierunek obciążeń promieniowych i osiowych w zastosowaniu. Podczas gdy DGRO są doskonałe w przypadku niskich do umiarkowanych obciążeń osiowych w połączeniu z obciążeniami promieniowymi, zastosowania wymagające wysokiego ciągu osiowego lub ekstremalnej sztywności osiowej wymagają łożyska specjalnie zaprojektowanego w tym pierwotnym celu. Zrozumienie tej równowagi ma kluczowe znaczenie dla wyboru optymalnego łożyska niezawodnej wydajności i długowieczności.