Vinkelkontaktkulelager: Struktur, förbelastning och parade konfigurationer
Vinkelkontaktkullagerär en av de mest använda lagertyperna, som kombinerar utmärkt hastighetsprestanda med hög belastning - bärkapacitet. Jämfört med djupa spårkulslager kan de tåla inte bara radiella belastningar utan också betydande axiella belastningar. På grund av deras unika inre struktur kan emellertid ett enda lager endast rymma axiell belastning i en riktning, vilket ställer vissa krav i praktiska tillämpningar.
Struktur och en - Way Load Capacity
Den inre utformningen av en vinkelkontaktkulslager definierar dess axiella belastningsförmåga. Lageret kan endast upprätthålla axiella belastningar från den tjocka sidan av den inre ringen mot den tjocka sidan av den yttre ringen. Om en axiell belastning appliceras i motsatt riktning tenderar lagret att separera eller kopplas ur. I detta fall kan rullande element inte uppnå ren rullning, vilket leder till ökad friktion, värmeproduktion, slitage och för tidigt misslyckande.
Behovet av axiell förbelastning
För att förhindra detta felläge måste en axiell förbelastning appliceras på ett enda vinkelkontaktkulslager.
För ett enda lager: Förbelastning ska appliceras i sin axiella belastningsriktning (från den yttre ringens tjocka sida mot den inre ringens tjocka sida).
Bestämmer förbelastningsstorlek: Förbelastningsvärdet måste överstiga den maximala förväntade omvända axiella belastningen. Samtidigt bör det också uppfylla lagerets minsta belastningsbehov. I praktiken ställs förbelastningen vanligtvis som summan av den maximala omvända axiella belastningen och den minsta nödvändiga inre belastningen, samtidigt som man överväger installations- och driftsförhållanden.
Parad vinkelkontaktkullager (dB / df)
I många fall kräver applikationer att lagerarrangemanget stödjer axiella belastningar i båda riktningarna. Detta uppnås genom att användaParade vinkelkontaktkullageri antingen atillbaka - till - tillbaka (db)elleransikte - till - ansikte (df)konfiguration:
Tillbaka - till - tillbaka (db):Yttre ring tjocka sidor är monterade mittemot varandra.
Ansikte - till - ansikte (df):Yttre ringtunna sidor är monterade mittemot varandra.
I båda arrangemangen bär varje lager i paret axiell belastning i en riktning, vilket gör det möjligt för systemet att motstå dubbelriktade axiella krafter. För sådana parade lager är ytterligare extern förbelastning inte strikt nödvändigt eftersom varje enhet hanterar motsatta axiella belastningar. Emellertid kan förbelastning fortfarande appliceras för att förbättra styvhet och prestanda.
Applicera förbelastning i parade lager
Att ta en rygg - till - bakre par som ett exempel: När de tjocka sidorna på lagren trycks ihop kan de tunna sidorna lämna ett litet gap. Genom att applicera yttre kraft för att stänga detta gap genereras negativt avstånd, vilket introducerar förbelastning inuti lageruppsättningen.
Preload -kontroll uppnås under tillverkning genom precisionsmatchning av ringdimensioner. Detta säkerställer önskat inre förbelastning eller avstånd i DB/DF -arrangemang.
En annan vanlig metod är att positioneraParade vinkelkontaktkullagerI motsatta ändar av en axel med distanser mellan dem. I denna installation,
förbelastning eller clearance beror på distanslängden:
- En längre distans → större förbelastning.
- En kortare distans → mindre förbelastning.
Jämförelse: Single vs. Pared Angular Contact Ball Bearings
| Särdrag | Enkel kantkontaktkulelager | Parad vinkelkontaktkulslager (dB/df) |
|---|---|---|
| Axiell lastkapacitet | Endast i en riktning | Dubbelriktad (ett lager hanterar varje riktning) |
| Förbelastningskrav | Måste tillämpas externt | Ofta inte krävs, men förbelastning kan läggas till för styvhet |
| Ansökningsrisk | Kan separera under omvänd axiell belastning | Stall mot axiella belastningar från båda riktningarna |
| Stelhet | Lägre jämfört med parad design | Högre styvhet och styvhet |
| Installation | Enklare, men behöver noggrann förbelastningskontroll | Kräver korrekt DB/DF -arrangemang eller distanser |
| Typisk användning | Hög - hastighet spindlar, pumpar | Maskinverktygsspindlar, växellådor, motorer |
Faktorer som påverkar förbelastning och clearance
Slutlig förbelastning i parade vinkelkontaktkullager påverkas av flera faktorer:
Ringdimension noggrannhet(fabriksmatchning eller distanslängd).
Passar mellan bärande innerring och axel, vilket kan minska avståndet.
Termiska expansionseffekter, som ytterligare kan minska avståndet under drift.
Den slutliga förbelastningen måste se till att under alla axiella belastningsförhållanden upprätthåller icke -{0}} belastningen - lagring i paret alltid upprätthåller intern belastning över dess minimikrav, vilket förhindrar separering eller fel.
Applikationsskillnader
I elmotorapplikationer, Tillverkare levererar ofta fabrik - matchade parade vinkelkontaktkullager, vilket eliminerar behovet av på - webbplatsjustering.
I växellådor och precisionsmaskiner, beräkning och justering av förbelastning är avgörande för att uppnå optimal lagerprestanda och livslängd.