Detaljan mehanizam kako samopodesivi kuglični ležajevi kompenziraju neusklađenost vratila
The samoporavnavajući kuglični ležaj je jedinstveno dizajniran kotrljajući ležaj čija je primarna funkcija da automatski prilagoditi kutnu neusklađenost ili otklon osovine između središnje crte osovine i središnje crte provrta kućišta. Ova sposobnost proizlazi uglavnom iz sferna geometrija njegovog vanjskog prstena , što je najveća razlika u odnosu na konvencionalne ležajeve.
1. Osnovne značajke dizajna
Dizajn samopodesivog kugličnog ležaja posebno je projektiran kako bi zadovoljio zahtjevne zahtjeve poravnanja:
- Sferični vanjski prsten:
- Ovo je ključna komponenta za postizanje samousklađivanja. Unutarnja površina vanjskog prstena nije cilindrična; umjesto toga, strojno se obrađuje u a konkavan, sferičan oblik .
- Središte ove sfere poklapa se s teoretskim središtem ležaja, dajući kuglicama slobodu zakretanje ili naginjanje oko ovog zajedničkog centra.
- Dupli red loptica:
- Ležaj je obično opremljen sa dva reda kuglica koji prolaze u dva odvojena kanala na unutarnjem prstenu.
- Oba reda kuglica dodiruju istu sferičnu stazu vanjskog prstena.
- Integrirano kretanje unutarnjeg prstena, kuglica i kaveza:
- Kada osovina skrene, unutarnji prsten , koji je postavljen na osovinu, prisiljen je naginjati.
- Budući da se kuglice i kavez uvijek drže unutar unutarnjih prstenastih kanala, pomiču se i naginju kao jedinstvena jedinica u odnosu na vanjski prsten.
2. Fizički proces kompenzacije
Kada ležaj naiđe na pogrešku ugradnje, savijanje vratila (progib) pod opterećenjem ili druge uzroke koji rezultiraju kutno odstupanje tijekom rada, proces kompenzacije je sljedeći:
- Do naginjanja dolazi: Devijacija osovine uzrokuje da središnja linija unutarnjeg prstena formira kut $\alpha$ (kutno odstupanje) sa središnjom linijom vanjskog prstena.
- Sferni efekt: Nagnuti sklop unutarnjeg prstena i kugle prolazi kroz a spontano, nesputano okretno kretanje unutar sferni kanal vanjskog prstena . Budući da je vanjska žlijezda sferična, kuglice se održavaju puni i korektni kontakt sa sferičnim vanjskim kanalima i unutarnjim prstenastim kanalima.
- Uklanjanje unutarnjeg stresa: Ova automatska prilagodba eliminira štetne koncentracija rubnog naprezanja koji bi se dogodio u krutom ležaju (poput kugličnog ležaja s dubokim utorima) zbog kutnog odstupanja. U konvencionalnim ležajevima, naginjanje uzrokuje pomicanje kontaktnih točaka između kuglice i klizne staze od središta, stvarajući vršne naprezanja koja ozbiljno smanjuju životni vijek ležaja.
- Ravnomjerna raspodjela opterećenja: Kroz samoporavnavanje, opterećenje se ponovno ravnomjerno raspoređuje na oba reda kuglica, osiguravajući stabilan rad ležaja unutar projektiranog kapaciteta opterećenja.
Samoporavnavajući kuglični ležajevi obično mogu kompenzirati maksimalno kutno odstupanje u rasponu od $\pm 1,5^\circ$ do $\pm 3^\circ$ , ovisno o seriji veličine ležaja i dizajnu.
Usporedba samoporavnavajućih kugličnih ležajeva i kugličnih ležajeva s dubokim utorima
| Značajka | Samoporavnavajući kuglični ležaj | Kuglični ležaj s dubokim utorima |
|---|---|---|
| Vanjski prsten Raceway | Jednostruka, konkavna kuglastog površina | Jednostruki, cilindrični kanal u obliku luka |
| Broj lopti | Tipično dvoredni | Tipično single row |
| Komp. kutnog odstupanja | Značajno naknada ($\približno \pm 3^\circ$) | br kompenzacija (vrlo mala, $\približno 2’ \sim 16’$ lučnih minuta) |
| Dopuštena brzina | Relativno niži (zbog okretanja lopte/kaveza) | viši |
| Nosivost | Umjereno (Više od DGBB, ali niže od samoporavnajućih kotrljajućih ležajeva) | Umjereno |
| Tipične primjene | Oprema s velikim otklonom osovine, primjene gdje je precizna montaža teška (ventilatori, transporteri) | Rad velike brzine, malog opterećenja, visoke preciznosti (električni motori, mjenjači) |
