W jaki sposób wahliwe łożyska kulkowe kompensują niewspółosiowość wału?

Szczegółowy mechanizm kompensacji niewspółosiowości wałów przez łożyska kulkowe wahliwe

The samonastawne łożysko kulkowe to specjalnie zaprojektowane łożysko toczne, którego podstawową funkcją jest automatycznie kompensuje niewspółosiowość kątową lub ugięcie wału pomiędzy osią wału a linią środkową otworu oprawy. Zdolność ta wynika głównie z sferyczną geometrię bieżni pierścienia zewnętrznego , co stanowi największą różnicę w porównaniu do łożysk konwencjonalnych.

1. Podstawowe cechy konstrukcyjne

Konstrukcja wahliwego łożyska kulkowego została zaprojektowana na zamówienie, aby sprostać wymagającym wymaganiom dotyczącym wyrównania:

• Sferyczna bieżnia pierścienia zewnętrznego:
  • Jest to kluczowy element osiągnięcia samoregulacji. Wewnętrzna powierzchnia pierścienia zewnętrznego nie jest cylindryczna; zamiast tego jest obrabiany maszynowo wklęsły, kulisty kształt .
  • Środek tej kuli pokrywa się z teoretycznym środkiem łożyska, zapewniając kulkom swobodę działania obracać lub pochylać wokół tego wspólnego centrum.
• Podwójny rząd piłek:
  • Łożysko jest zazwyczaj wyposażone w dwa rzędy piłek które biegną po dwóch oddzielnych bieżniach na pierścieniu wewnętrznym.
  • Obydwa rzędy kulek stykają się z tą samą sferyczną bieżnią pierścienia zewnętrznego.
• Zintegrowany ruch pierścienia wewnętrznego, kulek i klatki:
  • Gdy wał się odchyli, pierścień wewnętrzny , który jest zamontowany na wale, jest zmuszony do przechylenia.
  • Ponieważ kulki i koszyk są zawsze utrzymywane w bieżniach pierścienia wewnętrznego, poruszają się i przechylają jak a pojedyncza jednostka względem pierścienia zewnętrznego.

2. Fizyczny proces kompensacji

Gdy łożysko napotka błąd montażowy, wygięcie (ugięcie) wału pod obciążeniem lub inne przyczyny powodujące niewspółosiowość kątowa podczas pracy proces kompensacji przebiega następująco:

1. Występuje przechylenie: Odchylenie wału powoduje, że linia środkowa pierścienia wewnętrznego tworzy kąt $\alfa$ (niewspółosiowość kątowa) z linią środkową pierścienia zewnętrznego.
2. Efekt sferyczny: Pochylony zespół pierścienia wewnętrznego i kulki poddawany jest a spontaniczny, nieskrępowany ruch obrotowy w ciągu sferyczna bieżnia pierścienia zewnętrznego . Ponieważ bieżnia zewnętrzna jest kulista, kulki zachowują stabilność pełny i prawidłowy kontakt zarówno z sferyczną bieżnią zewnętrzną, jak i bieżniami na pierścieniu wewnętrznym.
3. Eliminacja stresu wewnętrznego: Ta automatyczna regulacja eliminuje to, co szkodliwe koncentracja naprężeń krawędziowych które wystąpiłyby w sztywnym łożysku (takim jak łożysko kulkowe zwykłe) z powodu niewspółosiowości kątowej. W konwencjonalnych łożyskach przechylenie powoduje, że punkty styku pomiędzy kulką a bieżnią przesuwają się od środka, tworząc szczyty naprężeń, które poważnie skracają trwałość łożyska.
4. Równomierny rozkład obciążenia: Dzięki samonastawności obciążenie rozkłada się równomiernie na oba rzędy kulek, zapewniając stabilną pracę łożyska w ramach zaprojektowanej nośności.

Łożyska kulkowe wahliwe zazwyczaj mogą to zrekompensować maksymalna niewspółosiowość kątowa począwszy od $\pm 1,5^\circ$ do $\pm 3^\circ$ , w zależności od serii rozmiarów i konstrukcji łożyska.

Porównanie łożysk kulkowych wahliwych i łożysk kulkowych poprzecznych