Dvojradové guľkové ložiská s kosouhlým stykom série 52/53 sú široko používané v mechanických zariadeniach, pretože dokážu znášať radiálne a axiálne zaťaženie súčasne, majú vysokú tuhosť a zaberajú malý priestor. Na to, aby sa ich výkon naplno prejavil, je však kľúčovým článkom správny výber a aplikácia predpätia. Predpätie ovplyvňuje nielen presnosť chodu ložiska, ale určuje aj jeho životnosť a stabilitu zariadenia. Ďalej sa bude diskutovať o úlohe predpätia, ovplyvňujúcich faktoroch a metódach výberu.
1. Úloha predpätia
Predpätie je sila, ktorá udržuje valivé prvky vo vnútri ložiska v správnom kontakte s obežnou dráhou pôsobením určitého axiálneho zaťaženia. Primerané predpätie má veľký význam pre výkon ložísk série 52/53:
Zlepšenie presnosti chodu: predpätie eliminuje vnútornú vôľu ložiska a zvyšuje tuhosť, čím zlepšuje presnosť chodu zariadenia, najmä v mechanických zariadeniach, ktoré vyžadujú veľmi presné polohovanie.
Zvýšte nosnosť: Vďaka nastaveniu predpätia môže ložisko rovnomernejšie zdieľať zaťaženie a vyhnúť sa skorému zlyhaniu v dôsledku nadmerného lokálneho zaťaženia.
Potlačenie vibrácií a hluku: Vhodné predpätie môže znížiť relatívny pohyb medzi valivými prvkami a obežnou dráhou a znížiť vibrácie a hluk počas prevádzky zariadenia.
Zabráňte sklzu otáčania: Pri vysokorýchlostných zariadeniach môže vhodné predpätie zabrániť preklzávaniu valivých telies a zabezpečiť normálnu prevádzku ložiska.
2. Hlavné faktory ovplyvňujúce výber predpätia
Výber vhodného predpätia vyžaduje komplexné zváženie pracovných podmienok zariadenia, nosnej konštrukcie a prevádzkového prostredia. Nasleduje niekoľko kľúčových faktorov:
Podmienky zaťaženia:
Podmienky mierneho zaťaženia: Vhodné pre nižšie predpätie na zníženie trenia a tepla.
Podmienky vysokého zaťaženia: Vyžaduje vyššie predpätie na zlepšenie tuhosti a zabránenie deformácii ložiska.
Požiadavky na rýchlosť:
Vysokorýchlostné rotačné zariadenia musia mierne znížiť predpätie, aby sa znížilo trenie a teplo; nízkorýchlostné alebo prerušované zariadenia môžu primerane zvýšiť predpätie, aby sa zlepšilo polohovanie.
Spôsob párovania ložísk:
Montáž tvárou v tvár (typ DB): Vhodné na znášanie veľkých radiálnych zaťažení a klopných momentov, ale predpätie nemôže byť príliš vysoké, aby sa zabránilo zvýšenému treniu.
Inštalácia chrbtom k sebe (typ DF): Vysoká tuhosť, vhodná pre scenáre vyžadujúce vysokú presnosť axiálneho polohovania.
Tandemová inštalácia (typ DT): Predpätie musí zodpovedať ostatným ložiskám, aby sa vyrovnalo zaťaženie celého systému.
Vplyv teploty:
Nárast teploty spôsobí roztiahnutie ložiska, čím sa zmení veľkosť predpätia. Na zabezpečenie stability predpätia je potrebné zvážiť opatrenia na kompenzáciu teploty.
Materiály a podmienky mazania:
Ložiská vyrobené z rôznych materiálov majú rôzne tolerancie predpätia a stav mazania (ako je mazanie tukom alebo olejové mazanie) tiež ovplyvní trenie a tvorbu tepla, čím určí rozsah predpätia.
3. Výber a aplikácia predpätia
Metódy rozumného výberu a aplikácie predpätia zahŕňajú najmä:
Metóda výpočtu na výber predpätia:
Podľa požiadaviek na zaťaženie, rýchlosť a životnosť zariadenia sa odporúčaná hodnota predpätia vypočíta pomocou konštrukčného vzorca ložiska. Vzorec musí brať do úvahy parametre, ako je počet valivých prvkov, kontaktný uhol a rozloženie zaťaženia.
Spôsob úpravy:
Mechanické nastavenie: Axiálna sila sa aplikuje cez matice, podložky alebo pružinové štruktúry, aby sa dosiahlo predpätie. Táto metóda je vhodná pre viacnásobné úpravy a dostatok inštalačného priestoru.
Nastavenie teplotného rozdielu: Charakteristiky tepelnej rozťažnosti a zmršťovania za studena ložiska počas inštalácie sa používajú na reguláciu teplotného rozdielu montáže, aby sa dosiahlo nastavenie predpätia.
Meranie a overovanie predpätia:
Po aplikácii predpätia je potrebné ho overiť pomocou meracích prístrojov. Bežné metódy zahŕňajú:
Metóda merania vôle: Použite špáromer alebo laserový diaľkomer na meranie, či vôľa ložiska spĺňa konštrukčné požiadavky.
Metóda merania krútiaceho momentu: Nepriamo potvrďte veľkosť predpätia meraním počiatočného alebo prevádzkového krútiaceho momentu potrebného na otáčanie ložiska.
Metóda axiálneho posunu: Sledujte, či axiálny posun po predpätí spĺňa konštrukčnú normu.
4. Preventívne opatrenia a návrhy na optimalizáciu
Pri aplikácii a nastavovaní predpätia ložísk série 52/53 je potrebné vziať do úvahy aj nasledujúce skutočnosti:
Vyhnite sa nadmernému predpätiu: Nadmerné predpätie môže spôsobiť nadmerný kontaktný tlak medzi valivým prvkom a obežnou dráhou, zvýšiť trenie a teplo a urýchliť opotrebovanie ložísk.
Schopnosť dynamického nastavenia: Pre zariadenia s veľkými zmenami zaťaženia a teploty zvážte zavedenie elastických prvkov (ako sú tanierové pružiny), aby ste dosiahli dynamické nastavenie.
Optimalizácia mazania: Zabezpečte dobré podmienky mazania, aby sa znížilo dodatočné trecie teplo spôsobené predpätím.
Pravidelná kontrola: Počas prevádzky je potrebné pravidelne sledovať vibrácie, hluk a nárast teploty ložiska a včas upraviť predpätie, aby sa predĺžila životnosť ložiska.
