Odabir odgovarajućegkuglični vijčani ležajznači odabir ležaja koji podržava obrađene krajeve vijčane osovine. Ovi ležajevi kontrolišu aksijalno kretanje, održavaju rotaciono poravnanje i prenose potisak sa kugličnog vijka u strukturu mašine.
Izraz ne treba brkati sa kuglicama koje kruže unutar kuglične matice. Kuglasta matica pretvara rotaciju vijka u linearno kretanje, dok potporni ležajevi omogućavaju osovini vijka da se okreće i zadržava je prema odabranom fiksnom, oslonjenom ili plutajućem rasporedu.
Ležaj ne treba birati samo na osnovu nominalnog prečnika kugličnog vijka. Aksijalno opterećenje, potrebna krutost, radna brzina, raspored ležajeva, predopterećenje, podmazivanje, prostor za ugradnju i obrada na{1}}kraja moraju se uzeti u obzir zajedno.
Šta radi potporni ležaj
Kada kuglični vijak pokreće pokretni sto, procesna sila ne nestaje unutar matice. Prolazi kroz osovinu zavrtnja do nosećih ležajeva, a zatim u okvir mašine.
Fiksni{0}}bočni ležaj normalno obavlja najvažniju funkciju aksijalnog pozicioniranja. Mora izdržati potisak u traženim smjerovima dok ograničava aksijalni pomak vijka. Suprotni kraj podržava rotaciju i stabilizira osovinu prema odabranoj konfiguraciji nosača.
| Sistemski dio | Primarna funkcija | Utjecaj na osovinu |
|---|---|---|
| Kuglični vijak i matica | Pretvorite rotacijsko kretanje u linearno kretanje | Olovo, kapacitet potiska, efikasnost i ponašanje pri pozicioniranju |
| Fiksni{0}}bočni ležaj | Locirajte vijak aksijalno i nosite potisak | Aksijalna krutost, povratni odziv i stabilnost rotacije |
| Podržana ili plutajuća strana | Poduprite suprotni kraj vijka u skladu sa dizajnom osovine | Kritična brzina, vibracije i ponašanje toplinskog širenja |
| Linearna vodilica | Vodite kolica i nosite radijalna i momentna opterećenja | Pravost, stabilnost kolica i potpora teretu |
Uobičajene konfiguracije podrške
Konfiguracija krajnjeg{0}}oslonca utiče na krutost vijka, dozvoljenu brzinu, termičko ponašanje i opterećenje koje nosi svaki položaj ležaja.
| Konfiguracija | Struktura | Glavna karakteristika | Design Concern |
|---|---|---|---|
| Fiksno – podržano | Aksijalno pozicionirani fiksni ležaj na jednom kraju i noseći ležaj na drugom | Zajednička ravnoteža stabilnosti, troškova i termalnog smještaja | Podržana strana mora odgovarati predviđenom termičkom kretanju i kraju osovine |
| Fiksno – fiksno | Aksijalno kontrolisan raspored ležajeva na oba kraja | Veća aksijalna krutost i poboljšana potpora zavrtnjima | Toplotni rast može promijeniti zatezanje ležaja ili vijka ako nije pravilno dizajniran |
| Fiksno – besplatno | Fiksni ležaj na jednom kraju, a suprotni kraj zavrtnja nije oslonjen | Jednostavna i kompaktna konstrukcija | Manja otpornost na zavrtnje i vibracije na dugim ili -brzim osovinama |
Fiksno oslonjeno se široko koristi u standardnim industrijskim sklopovima kugličnih vijaka. Fiksno-fiksno može se uzeti u obzir kada je potrebna veća krutost ili brzina, ali njegovo termičko i predopterećenje mora biti pažljivo projektovano. Fiksno-slobodno općenito je ograničeno na aplikacije gdje dužina vijka, brzina i opterećenje dozvoljavaju jednostavniju strukturu.
Odaberite vrstu ležaja
Ležajevi za podršku ugaonog kontakta
Precizni kuglični ležajevi sa ugaonim kontaktom se obično koriste na fiksnoj strani kugličnog vijka. Njihov unutrašnji kontaktni ugao omogućava im da nose aksijalnu silu sa većom krutošću od generalnog radijalnog ležaja.
Jedan kutni kontaktni ležaj uglavnom podržava aksijalno opterećenje u jednom smjeru. Učvršćeni krajevi kugličnih vijaka stoga često koriste uparene ležajeve ili tvornički{1}}usklađene setove ležajeva tako da se potisak može kontrolisati u oba smjera.
Radijalni ležaj na podržanoj strani
Na suprotnom kraju može se koristiti radijalni ležaj u potpornim jedinicama koji su namijenjeni za stabilizaciju zavrtnja, istovremeno omogućavajući kompletnom rasporedu da odgovori na toplinski rast kako je dizajnirano.
Ne treba očekivati da će ovaj ležaj pružiti istu aksijalnu krutost pozicioniranja kao set ležajeva s fiksnom{0}}bočnom stranom. Njegove dimenzije i način ugradnje moraju odgovarati podržanoj-krajnoj mašinskoj obradi i strukturi kućišta.
Izračunajte aksijalno opterećenje
Aksijalno opterećenje je prvi mehanički zahtjev za odabir kugličnih ležajeva. Može uključivati silu ubrzanja, silu procesa, otpor trenja i vanjsku silu koja djeluje duž ose vijka.
Gravitaciju treba uključiti kada djeluje duž smjera zavrtnja, kao što je okomita os. Na horizontalnoj osi, težinu pokretnog stola prvenstveno nose linearne vodilice, iako još uvijek utječe na zahtjeve za trenjem i ubrzanjem.
Stabilno radno opterećenje nije jedini uslov koji treba ispitati. Pokretanje, zaustavljanje, hitno usporavanje, rezni udar i promjene smjera kretanja mogu stvoriti veća kratkotrajna-opterećenja. I dinamičko opterećenje i maksimalno statičko ili udarno opterećenje treba provjeriti prema podacima proizvođača ležajeva.
Minimizirajte radijalno opterećenje
Nosivi ležajevi sa kugličnim vijkom su odabrani prvenstveno za kontrolu aksijalnog potiska i rotacije vijka. Težina pokretnog stola, bočna sila i moment prevrtanja bi se normalno trebali prenositi linearnom vodilicom, a ne prenositi kroz kuglični vijak.
Značajno radijalno opterećenje na potpornom ležaju može ukazivati na neusklađenost između vijka, potpornog kućišta, sjedišta matice, spojnice i motora. Također može biti rezultat savijene osovine ili montažnih površina koje ne dijele istu os.
Odabir većeg ležaja bez ispravljanja poravnanja ne može smanjiti ni toplinu ni trošenje. Nosivost i mehanički izvor radijalne sile treba razmotriti odvojeno.
Aksijalna krutost i pozicioniranje
Aksijalna krutost opisuje koliko se sklop potpornog ležaja deformiše pod pritiskom. Veća krutost smanjuje kretanje na kraju vijka kada se os ubrzava, mijenja smjer ili naiđe na promjenjivo opterećenje procesa.
Nosivi ležaj utiče na stabilnost pozicioniranja, ali sam po sebi ne određuje potpunu tačnost mašine. Konačna tačnost zavisi i od:
- Preciznost vođenja kugličnog vijka i kumulativna greška vođenja
- Zazor kuglične matice ili prednaprezanje
- Torzijska i aksijalna deformacija osovine vijka
- Podrška{0}}aksijalni pomak ležaja
- Spojnica, -sjedište i krutost kućišta
- Termička ekspanzija i kompenzacija kontrolnog{0}}sistema
- Linearna vodilica i tačnost osnove mašine{0}}
Stoga je tehnički pogrešno opisivati potporni ležaj kao tačnost pozicioniranja mašine kao što je ±0,05 mm. Preciznost ležaja se obično izražava kroz tačnost dimenzija, tačnost rotacije, strujanje i usklađene{2}} karakteristike.
Aranžman ležajeva
Kutni kontaktni ležajevi mogu se kombinirati u različitim rasporedima. Odgovarajući raspored ovisi o smjeru potiska, potrebnoj krutosti, kontroli momenta i raspoloživoj dužini ugradnje.
| Aranzman | Opće ponašanje | Napomena o odabiru |
|---|---|---|
| Nazad-na-zadnji par | Podržava aksijalnu silu u oba smjera sa širim efektivnim{0}}centralnim razmakom pritiska | Uobičajeno kada su aksijalna i momentna krutost važne |
| Par licem{0}}u-lice | Podržava aksijalnu silu u oba smjera s različitim odgovorom na poravnanje i moment | Koristite samo kada to navodi proizvođač kućišta i ležajeva |
| Tandem set | Dijeli aksijalno opterećenje u jednom glavnom smjeru | Zahtijeva suprotni ležaj ili set kada se mora nositi i obrnuti potisak |
Tvornički{0}}usklađeni setovi ležajeva trebaju biti instalirani u njihovom specificiranom redoslijedu i orijentaciji. Ležajevi iz različitih setova se ne smiju miješati da bi se stvorila nova kombinacija jer se prednaprezanje i usklađivanje dimenzija možda više ne mogu kontrolirati.
Odaberite Preload
Predopterećenje ležaja uklanja unutrašnji aksijalni zazor i povećava krutost potpore. Može poboljšati odziv na preokret i pomoći da vijak ostane stabilan pod promjenjivim potiskom.
Više predopterećenja nije uvijek bolje. Prekomjerno prednaprezanje povećava početni moment, toplinu trenja i unutrašnje naprezanje ležaja. Efekat postaje ozbiljniji kada ležišta ležaja, matica za zaključavanje, ramena vratila ili kućišta nisu pravilno proizvedeni i montirani.
Predopterećenje treba izabrati iz dostupnih klasa proizvođača ležajeva prema potrebnoj krutosti, brzini, radnoj temperaturi i vanjskom opterećenju. Nemojte stvarati dodatno prednaprezanje proizvoljnim prekomjernim zatezanjem sigurnosne matice.
Provjerite brzinu i temperaturu
Mogućnost brzine ležaja i kritična brzina kugličnog vijka su povezane, ali odvojene granice. Ležaj može biti prikladan za brzinu rotacije dok je osovina vijka predugačka ili nedovoljno poduprta da bi se izbjegle vibracije. Moguća je i obrnuta situacija.
Odabir stoga treba provjeriti:
- Maksimalna i kontinuirana brzina rotacije vijka
- Dužina zavrtnja, prečnik i konfiguracija nosača
- Ograničenje brzine ležaja pod odabranim prednaprezanjem
- Vrsta i količina maziva
- Prijenos topline kroz potporno kućište
- Toplotno širenje vijčane i strojne strukture
Set ležajeva sa velikim prednaprezanjem može pružiti dobru krutost pri niskim-brzinama, ali stvara nepotrebnu toplinu u kontinuirano rotirajućoj-osi velike brzine. Radni ciklus mora biti uključen u odluku.
Podmazivanje i zaptivanje
Nosivi ležajevi kugličnih vijaka mogu se isporučiti otvoreni, zapečaćeni ili prethodno{0}}podmazani u zavisnosti od dizajna ležaja i potporne{1}}jedinice. Zatvoreni i pred{3}}podmazani ležajevi pojednostavljuju instalaciju, dok se otvoreni ležajevi mogu koristiti tamo gdje mašina ima kontrolirani sistem podmazivanja.
Premalo maziva povećava habanje i temperaturu. Previše masti također može povećati obrtni moment i toplinu, posebno pri većoj brzini. Kompatibilnost maziva treba provjeriti prije dodavanja druge masti u postojeći ležaj.
U okruženjima koja sadrže strugotine, rashladnu tečnost, prašinu ili vlagu, kućište nosača i zaptivke ležaja treba razmotriti zajedno. Ležaj ne može ostati zaštićen ako kontaminanti uđu kroz nezaptiveno sučelje kućišta.
Uskladite mašinsku obradu{0}}zavrtnja
Potporni ležaj odgovara obrađenom kraju kugličnog vijka, a ne originalnom nazivnom prečniku vijka. Kuglični vijak od 20 mm, na primjer, ne mora nužno koristiti ležaj s provrtom od 20 mm.
Odabir ležaja i kraj{0}}nacrt mašinske obrade moraju se slagati oko:
- Prečnik ležišta{0}}ležišta i tolerancija
- Položaj ramena osovine i okomitost
- Ležaj{0}}dužina sjedišta
- Navoj{0}}navrtke i raspored odstojnika
- Prečnik i dužina spojnice{0}}
- Provrt kućišta, ramena i metoda držanja
Previše labav kroj može dopustiti neželjeno pomicanje ili ispadanje. Previše čvrsto prianjanje može promijeniti unutrašnji zazor, zakomplicirati montažu ili oštetiti ležaj. Ispravne tolerancije trebaju slijediti odabrane specifikacije ležaja i potporne{2}}jedinice.
Bearing Life
Osnovni radni vek ležaja zavisi od dinamičkog opterećenja ležaja i ekvivalentnog radnog opterećenja. Za kuglične ležajeve, uobičajeni osnovni odnos je:
C=osnovno dinamičko opterećenje;
P=ekvivalentno dinamičko opterećenje ležaja.
Ovu formulu ne treba koristiti samo sa težinom stola mašine. Ekvivalentno opterećenje ležaja ovisi o aksijalnoj sili, radijalnoj sili, rasporedu ležaja, predopterećenju i radnom ciklusu. Statička sigurnost se također mora posebno provjeriti za maksimalno opterećenje i uvjete udara.
Selekciona sekvenca
| Stage | Odredite | Razlog |
|---|---|---|
| 1 | Fiksno-podržana, fiksna-fiksna ili fiksna-slobodna konfiguracija | Definira ulogu svakog položaja ležaja |
| 2 | Kontinuirano, vršno i{0}}aksijalno opterećenje u obrnutom smjeru | Određuje zahtjeve za nosivost i raspored |
| 3 | Potrebna aksijalna krutost i prihvatljiv pomak | Set ležajeva vodilica i izbor prednaprezanja |
| 4 | Maksimalna brzina, radni ciklus i temperatura | Provjerava temperaturu, podmazivanje i ograničenja brzine |
| 5 | Dimenzije ležišta{0}}ležišta i kućišta | Osigurava fizičku kompatibilnost i pravilno postavljanje |
| 6 | Dinamičan život i statička sigurnost | Potvrđuje prikladnost za radni ciklus i vršno opterećenje |
Uobičajene greške pri odabiru
- Odabir ležaja samo od nominalnog prečnika kugličnog vijka.
- Tretiranje pune težine pokretnog stola kao aksijalnog opterećenja na horizontalni vijak.
- Zanemarivanje ubrzanja, udara i potiska{0}}u obrnutom smjeru.
- Korištenje općenitog radijalnog ležaja gdje je potrebna velika aksijalna krutost.
- Odabir maksimalnog predopterećenja bez provjere brzine i topline.
- Miješanje ugaonih kontaktnih ležajeva iz različitih usklađenih setova.
- Pokušavamo riješiti neusklađenost vijaka ili kućišta povećanjem nosivosti.
- Pod pretpostavkom da sam nosivi ležaj određuje tačnost pozicioniranja.
Zaključak
Odgovarajući ležaj sa kugličnim vijkom mora nositi stvarno aksijalno opterećenje, istovremeno osiguravajući krutost, mogućnost brzine i vijek trajanja koji zahtijeva stroj. Odluka uključuje tip ležaja, upareni raspored, prednaprezanje, podmazivanje i konfiguraciju potpore.
Odabir ležaja također mora biti usklađen s dužinom vijka, kritičnom brzinom, obradom na kraju, potpornim kućištem, poravnanjem spojnice i toplinskom ekspanzijom. Odabir ležaja samo prema promjeru vijka ili cijeni može dovesti do aksijalnog zazora, topline, vibracija, lošeg odgovora na pozicioniranje ili prijevremenog kvara.
Istražite DLYpotporne jedinice sa kugličnim vijkom, recenzijaIzbor podrške za BK/BF, FK/FF i EK/EF, ili pogledajteDLY proizvodi sa kugličnim vijcima.
