Издръжлив лагер. Избор на търкалящи лагери. Носещо пространство

Изборът на лагери зависи от три основни фактора: натоварване, скорост и експлоатационен живот. Но трябва да се вземат предвид други условия на работа, както и разходите за инсталиране, оперативните разходи и наличността на пазара. Трябва да се вземат предвид следните аспекти:

Натоварване: радиално, аксиално или комбинирано? Какъв е размерът му? Какъв е неговият характер: равномерен, лек удар или тежък удар?

Скорост: постоянна или променлива? Какъв е размерът му? Движението еднопосочно ли е или осцилаторно? Скоростите на лагерите са ограничени от класа на точност, използвания лубрикант, конструкцията на клетката и уплътнението.

Необходим експлоатационен живот: колко трябва да издържи лагерът? Това обикновено се показва от броя часове на работа при дадена скорост и натоварване.

Шум и вибрации: Лагерът ще работи ли в среди, където шумът е нежелан или при високи скорости, където е необходимо прецизно балансиране за предотвратяване на вибрации?

Изкривяване: има ли го? До каква степен?

Температура: Какви са работните и околен свят? Работната температура се влияе от скоростта, натоварването и външни източницитоплина.

Условия на околната среда: Има ли замърсители или корозивни вещества? Ако да, кои и в какво количество?

След като тези параметри бъдат определени и изчислени, съпоставете възможностите на различните типове лагери с изискванията на конкретното приложение. За да изберете правилния лагер, вземете предвид не само условията на работа, но и изискванията за поддръжкакакто и общата цена.

Усилия и разположение на търкалящите лагери

На ролкови лагеридействат различни сили. Концентрирано натоварване възниква, когато сила, действаща в радиална посока, действа статично върху фиксиран опорен пръстен. При периферни натоварвания радиалната сила действа върху лагерния пръстен. Тоест, за един оборот на лагера, точно всяка точка на пистата се натоварва веднъж от действащата сила.

Забележка: Пръстенът с кръгово натоварване трябва да бъде фиксиран, тъй като ще се върти, когато натоварването се промени и ще повреди лагерната седалка, пръстенът с пробиване също може да се разхлаби. Сила, действаща винаги в една и съща точка на пистата, не може да накара пистата да работи или да се плъзга. Ъгълът на натиск α и по този начин линията на натиск, зависеща от тях, зависят от търкалящия елемент и пистата. Те представляват линия, в която произтичащите сили се прехвърлят от една канална пътека по протежение на търкалящите тела към друга канална пътека в лагера.

Плъзгащите лагери се използват главно при изисквания за товароносимост и максимална скоростса малки и точността не е много важна. Предимствата включват ниски първоначални разходи и разходи за монтаж.

Търкалящите лагери могат да издържат на по-високи натоварвания и скорости. Те имат най-малко триене и консумация на енергия за въртене. Характерът на натоварването обикновено определя вида на търкалящия лагер за конкретно приложение. Например, когато аксиалното натоварване е преобладаващо, е необходим аксиален лагер, ъглов контактен лагер или конусен ролков лагер. Големите радиални натоварвания изискват ролкови лагери.

Радиалните лагери имат ъгъл α α 0-445°. Ъгъл на наклон аксиални лагерилежи между 45° и 90°. Пресечната точка на линиите на натиск се нарича център на натиск. Върху лагера действат сили. Тъй като ъгълът на натиск α се увеличава в радиалния лагер, аксиалните сили се увеличават. Ако лагерът действа аксиално и радиално, тогава полученият ъгъл на натоварване β е равен. Като строително правило трябва да се отбележи, че α и β трябва да са приблизително еднакви по размер, за да се използва максималната товароносимост на лагера.

Сачмените лагери обикновено се използват за високи скорости, за разлика от ролковите лагери, включително конусните и сферичните лагери, които са по-подходящи за високи натоварвания. Важно е да се отбележи, че сферичните ролкови лагери са динамично самонастройващи се, което не е така при конусните ролкови лагери, които обаче имат по-голяма аксиална товароносимост.

Радиалната игра също обикновено се нарича носещ въздух. Това е съответно възможното изместване на лагера в аксиална или радиална посока. Правете разлика между аксиален и / или радиален просветна немонтиран лагер и работен въздух на монтиран лагер. В случай на проектиране винаги трябва да се помни, че аксиалното и радиалното движение на лагера се променя до достигане на работната температура.

Фактори, влияещи върху аксиалната и радиалната хлабина. Монтажни условия еластични деформации на работното натоварване на лагера. . В случай на регулируеми и разделящи се търкалящи лагери, като конусовидни ролкови лагери, диаметърът на външния пръстен в демонтирано и монтирано състояние трябва да бъде измерен в диапазона от микрометри по време на сглобяването, за да се определи стойността за свиване на външния пръстен след монтиране и следователно необходимото предварително натоварване на вътрешния пръстен, което се изисква за конкретен дизайн.

Когато избирате разположение на лагерите, вземете предвид размера на вала, радиалните и аксиалните натоварвания, динамичните характеристики, скоростта на въртене, ограниченията за монтаж и условията на работната среда.

Първата стъпка при избора на лагерен възел е да се определи размерът на вала, като се вземат предвид натоварванията на огъване и усукване. Въпреки това, силите на накланяне или натоварванията, произтичащи от големи централни разстояния, може да изискват използването на големи диаметри на вала, дори при малки натоварвания на лагерите. В такива случаи е препоръчително да използвате леки лагери или да обработите краищата на вала за по-малки лагери. Трябва да се има предвид, че изборът на вал се влияе не само Технически изисквания. Размерът му може да бъде продиктуван от структурна унификация, пазарен асортимент и подобни фактори.

Неправилно дефинираните стойности водят до твърде високо или твърде ниско предварително натоварване, което може да доведе до следните симптоми. Повишено износване Намален експлоатационен живот Повишено триене при търкаляне и следователно повишено генериране на топлина в лагера, което не постига необходимото усвояване на силата, не постига необходимата твърдост. Повреда на други компоненти на системата. . За предпочитане е да се използва лагерно устройство с два търкалящи лагера на вала.

В този лагерен лагер неподвижният лагер поема част от радиалните сили и аксиалните сили в двете посоки. Търкалящи лагери, които не могат да бъдат изместени сами, като например За да се определи позицията на неподвижен лагер, вътрешните и външните пръстени са фиксирани върху вала и в корпуса.

Методът за свързване на лагера към вала се избира въз основа на съотношението цена / производителност. Лекотата на инсталиране е важна както при проектирането, така и при експлоатацията. В някои случаи поддръжката на оборудването изисква често разглобяване на лагера. В такива случаи е препоръчително да се използват лагерни възли, които са лесни за инсталиране и разглобяване.

Плаващият лагер приема само радиални сили и се движи в аксиална посока. По този начин могат да се компенсират промените в дължината, дължащи се на топлинно разширение или производствени допуски. В този случай се използват предимно разглобяеми лагери, които позволяват аксиално изместване, иглени или цилиндрични ролкови лагери.

Тук радиалната сила се разпределя между двата лагера, както в случая на лагери с неподвижен лагер. И двата лагера обаче поемат аксиални сили в една и съща посока. При това разположение се прави разлика между плаващи и неподвижни лагери.

Изберете лагерен възел, като вземете предвид характеристиките на неговите носещи елементи и околните конструкции, както и изискванията за якост. Вземете под внимание и монтажни фактори, като хлабини и допълнителни части, необходими за монтажа. В повечето случаи корпусът пренася натоварването върху монтажната конструкция през опорната и контактната повърхност, а монтажните болтове осигуряват само закрепване и фиксиране. Ако товарът се прехвърли от корпуса към крепежните елементи, внимателно обмислете техния размер, конфигурацията на монтажните отвори, процедурата на монтаж, здравината на корпуса и други параметри, които влияят върху товароносимостта на конструкцията като цяло.

Предимството на това устройство е, че е особено продуктивно и се използва, когато не е необходимо прецизно аксиално водене на вала. За тази конструкция се използват два самоносещи лагера, като например сачмен лагер с жлебове, които след това се фиксират огледално, така че и двата лагера позволяват аксиално възпроизвеждане, което преди това беше определено в конструктивен смисъл в един посока. Това се постига чрез празнина в пунктирания пръстен.

След настройка регулиращата гайка трябва да бъде закрепена с подходящи крепежни елементи. Обтегачът често се използва в колесни лагери или опори на шпиндела на машинни инструменти. Зад тази връзка има таблица с възможни машини за съхранение и техните задачи.

Също така вземете предвид здравината на материалите на тялото и неговата конфигурация. Стационарно лагерно устройство с дебелостенен подсилен корпус от сив чугун може да бъде по-здрав от по-лек стоманен корпус въпреки по-високата якост на опън на стоманата.

Размерите на търкалящите лагери се определят на първия етап от оформлението (проект на скица) чисто ориентировъчно - по ширина AT= 18 ... 27 mm, според диаметъра на външните пръстени д=70..120 мм. Препоръчват се по-малки стойности за входящи валове; големи - за изходни валове на средно големи скоростни кутии с общо предназначение (ав£ 350 мм). За междинни валове можете да вземете средни стойности.

Когато монтирате търкалящи лагери, е важно да фиксирате каналите в корпуса и на вала. Бягащите пътеки не трябва да се въртят или плъзгат в аксиална посока по време на работа. За тази цел се избира подходящо прилягане. Използваните полета на толеранс се показват на графиката.

Устройствата за отмяна и преход между вала и отвора на лагера или корпуса и външния пръстен ефективно предотвратяват въртенето на каналите заедно поради произтичащото периферно налягане. Алтернативно, лагерът може да бъде захванат чрез аксиално предварително напрягане.

Преди поставянето на лагерите се решава въпросът за тяхното смазване. Системата за смазване се избира в зависимост от скоростта на въртене на нискоскоростните предавки. Ако скоростта е ниска ( v£ 2 m/s), методът на пръскане може да не осигури смазване на лагерите и тогава се планира отделно смазване (с пластмасови масла) за лагерите.

За по-нататъшно проектиране е необходимо да изберете типа и размерите на лагера според възприеманите натоварвания и диаметъра на вала. По-долу са видовете най-често използвани лагери.

При избора на монтажа и типа на монтиране на лагера трябва да се има предвид, че въздухът в лагера е намален и износването може да се увеличи или животът на лагера може да бъде намален. По този начин избраният монтаж и използваният лагер са взаимозависими и могат да бъдат изяснени най-просто чрез консултация с производителя или неговите инструкции за монтаж.

Видове и приложение на търкалящи лагери

Използването на сачмени лагери с жлебове е желателно, тъй като в допълнение към тяхната висока точност на движение и благоприятните им монтажни размери, те могат да бъдат получени на много ниски цени.

Едноредов радиален сачмен лагер

Едноредови наклонени сачмени лагери. Забележка. . Едноредовите ъглови сачмени лагери имат удължено рамо на вътрешния и външния пръстен и в повечето случаи не могат да се разглобяват. защото Повече ▼търкалящи се елементи и по-голяма опора на рамото, този лагер позволява поемането на по-високи аксиални сили, отколкото при жлебните сачмени лагери.

На фиг. 1.7 показва видовете лагери: а– топка радиална; b– топка двуредна сферична; в– ролкови радиални; Ж- топка с радиална тяга; д- ролкова радиална тяга; д- тяга на топката. По-долу са основните размери на лагерите.

Изборът на тип лагер зависи от вида на скоростната кутия. За поддържане на валовете на скоростни кутии с цилиндрични зъбни колела най-често се използват сачмени лагери (фиг. 1.7, а) лека серия. Ако при последващи изчисления товароносимостта на лагера се окаже недостатъчна, се използват лагери от следващи серии с по-висока товароносимост.

Двуредни сачмени лагери с ъглов контакт

Сачмените лагери с дълбоки канали са отделящи се лагери, чийто отделим външен пръстен е с рамена, така че да могат да поемат аксиални сили само в една посока. Тези лагери не са подходящи за поемане на големи радиални или аксиални сили и са стандартизирани само до диаметър на отвора 30 mm.

Цилиндрични ролкови лагери

Употреба: лагери с ниско натоварване, в инструментариума, домакински уредиили малки електрически машини. Благодарение на линейното припокриване на протекторните търкалящи елементи във вътрешния и външния пръстен, те са в състояние да поемат значително по-високи радиални сили от лагериеднакъв размер. Недостатъкът е, че те не могат или не са в състояние да поемат аксиални сили и изискват прецизно подравнени позиции на лагерите. Цилиндричните ролкови лагери се предлагат като конвенционални лагери без клетки и в резултат на това имат по-висока радиална товароносимост или лагери с лагери с по-високи постижими скорости поради по-ниско триене. Приложение: в скоростни кутии, електродвигатели, за аксиални лагери на релсови превозни средства и като свободни лагери. Освен комбинирания аксиален иглен сачмен лагер, те могат да предават само радиални сили, но имат предимството, че са много по-малки и по-устойчиви на удар от другите лагери. Приложение: Лагери на валове на червячни и конусни зъбни колела, шпинделни валове на машини.

Аксиални сачмени лагери

Двустранните аксиални аксиални сачмени лагери се състоят от два външни диска на корпуса и диск на централния вал, между които работят две отделни сачмени джанти. Поради разположението на търкалящите елементи и работните повърхности, тези търкалящи лагери не са подходящи за високи скорости на въртене, тъй като произтичащите центробежни сили влияят неблагоприятно на поведението на лагера.

Хибридни ролкови лагери, керамични ролкови лагери

Например за конвейерни системи и селскостопански машини.
Употреба: за ниски до средни скорости и движения с махало.
Като цяло, в случай на радиално ограничено място за монтаж.
Този лагер може да бъде подложен на големи радиални и аксиални натоварвания.
Благодарение на подвижния външен пръстен, този лагер се монтира и демонтира лесно.
Имайте предвид, че хлабината на лагера трябва да се регулира през това време.
Между тези два диска минават търкалящите се тела.
Този лагер може да поеме само аксиални сили, но няма радиални сили.

Хибридните ролкови лагери имат керамични търкалящи елементи и стоманени лагерни пръстени, докато керамичните ролкови лагери имат търкалящи елементи и керамичен протектор.

В спирални зъбни колела с винтови зъбни колела, топка ъглови контактни лагери(фиг. 1.7, Ж), а за големи натоварвания и размери на скоростни кутии - конусна ролка (фиг. 1.7, д).

Коничните и червячните зъбни колела трябва да бъдат точно фиксирани. Поради това в силовите трансмисии се използват конусни ролкови лагери за поддържане на валовете на конусни и червячни колела. Тук първоначално се избират и лагери от лека серия. В червячните лагери в силовите червячни предавки, поради големите силови натоварвания, се използват сачмени ъглови контактни и ролкови конусни лагери.

Хората използват хибридни лагери при високи скорости, тъй като по-ниската маса на търкалящите се елементи може да сведе до минимум центробежните сили дори при трудни условия на смазване. Изцяло керамичните лагери могат да се използват с предимство, ако лагерът е изложен на високи температури, възможна корозия или силно износване.

Примери за приложение на търкалящи лагери

За да се намали износването на лагера, той се смазва с подходяща среда. Смазването предотвратява директния контакт между протектора и търкалящите се елементи и по този начин намалява триенето. Освен това има за задача да предпазва лагера от корозия. Има 3 вида методи за смазване.

За опори на плаващи валове на зъбни колела с рибена кост се използват радиални лагери с къси цилиндрични ролки (фиг. 1.7, в).

Смазочната грес е най-простият и икономичен начин за смазване на лагери и може да се използва и при високи скорости. Използваният лубрикант зависи от работната температура на лагера и влиянията на околната среда, като например риска от навлизане на вода в мястото за съхранение. Има лагери, при които животът на смазката надвишава очаквания живот на търкалящ лагер. Тези лагери са уплътнени с уплътнителни дискове след пълнене от производителя.

Структурно просто и рентабилно решение Уплътнение срещу проникване на мръсотия Еднократната грес може да се намокри, когато е шумно. Прекомерното смазване в лагера увеличава триенето, възможното натъртване при съхранение не се отстранява от склада без отстраняване на топлината. Има няколко опции за смазване с масло, които могат да се регулират според работната скорост, температура и натоварване. По принцип се прилага, когато тези критерии вече не позволяват смазване с грес или съседни компоненти като зъбни колела да бъдат смазвани с масло.

а б В Г Д Е

Размери на основните типове лагери

Ориз. 1.7. Видове търкалящи лагери и техните размери.

Двуредови сферични лагери (фиг. 1.7, b) се използват за големи несъосности или дълги валове. Аксиални лагери(фиг. 1.7, д) се използват за значителни аксиални натоварвания.

Конструкцията на лагерните възли трябва да осигурява начини за фиксиране на позицията на вала от аксиални премествания. За тази цел се използват два вида опори: Поправянеи плаващ. При фиксиращите лагери аксиалното движение на вала в едната или в двете посоки е ограничено. При плаващите лагери аксиалното движение на вала във всяка посока не е ограничено. Фиксиращият лагер възприема радиални и аксиални сили, а плаващият лагер - само радиални. плаващопорите често се използват в червячни предавки (фиг. 2.13)

Фигури 1.8 - 1.12 показват втората схема на разположение на различни скоростни кутии.

Фиг.1.8. Вторият етап от оформлението на скицата на цилиндрична и конична едностепенна скоростна кутия

Фиг.1.9. Вторият етап от концептуалното оформление на едностепенна червячна скоростна кутия с долен червей

Ориз. 1.10. Вторият етап от оформлението на двустепенната цилиндрична скоростна кутия

С раздвоен високоскоростен (или нискоскоростен) етап (фиг. 1.11) колелата са разположени симетрично по отношение на опорите, което води до по-ниска концентрация на натоварване по дължината на зъбите, отколкото при използване на конвенционален разгърнат . Това прави възможно в разглеждания случай да има по-малко твърди валове.

Коаксиалната схема (фиг. 1.12) ви позволява да получите по-малки размери по дължина: това е основното му предимство. При коаксиалните скоростни кутии високоскоростният етап обикновено е недостатъчно натоварен, тъй като силите, възникващи при зацепването на колелата на нискоскоростния етап, са много по-големи, отколкото при високоскоростния етап, а централните разстояния на етапите трябва да бъдат един и същ ( wB = wT). Това обстоятелство е един от основните недостатъци на коаксиалните скоростни кутии.