Pot rulmenții cu bile adânci să gestioneze atât sarcini radiale, cât și axiale?

Rulmenți cu bile adânci (DGROS) sunt, probabil, cel mai omniprezent tip de rulment rulant, care se găsește în orice, de la motoare electrice și aparate de uz casnic până la componente auto și cutii de viteze industriale. Adesea apare o întrebare fundamentală: Pot gestiona efectiv rulmenții cu bile de canelură adâncă atât şi Încărcări axiale? Răspunsul este nuanțat: Da, pot găzdui ambele, dar în primul rând excelează la sarcini radiale și au limitări specifice în ceea ce privește capacitatea axială.

Înțelegerea designului pentru dublă capacitate

Cheia capacității DGRO de a gestiona ambele tipuri de încărcare constă în geometria sa fundamentală:

1. Caneluri adânci, continue: Atât inelele interioare cât și cele exterioare prezintă caneluri de curse profunde, neîntrerupte. Această curbură continuă asigură căi netede pentru bile.
2. Contact cu ball-raceway: Canelurile adânci permit un contact intim între bile și ambele piste de curse de -a lungul arcurilor semnificative.
3. Calea de încărcare axială: Când se aplică o sarcină axială (paralelă cu axa arborelui), bilele transmit forța de la umărul canelurii unui inel până la umărul canelurii inelului opus. Canelurile adânci oferă suprafețe stabile pentru acest transfer de forță.

Acest design permite în mod inerent rulmentului să poarte sarcini axiale în ambele Direcții simultan, deși cu o capacitate semnificativ mai mică decât ratingul său de sarcină radială.

Caracteristici de performanță: radial vs. axial

• Rezistența la sarcină radială: DGRO -urile sunt optimizate în mod specific pentru sarcini radiale (forțe care acționează perpendicular pe axa arborelui). Geometria lor distribuie în mod eficient sarcini radiale pe mai multe bile, permițând o capacitate ridicată de încărcare radială în raport cu dimensiunea lor.
• Capacitate de încărcare axială: Deși este capabilă, capacitatea de încărcare axială a unui singur rulment cu bilă de canelură adâncă este considerabil mai mică decât capacitatea sa de încărcare radială. Ca ghid general:
  • Un DGRO cu un singur rând poate gestiona de obicei sarcinile axiale de până la aproximativ 25-50% din ratingul său static de încărcare radială (C0) . Procentul exact depinde foarte mult de seria de rulmentă specifică (lățimea, adâncimea canelurii, curbura) și toleranțele de fabricație.
  • Direcţie: Ele pot gestiona sarcinile axiale în ambele direcții.
  • Factori care influențează capacitatea axială: Capacitatea axială mai mare este favorizată de:
    • Rulmenți mai mari din aceeași serie.
    • Rulmenți cu bile mai mari sau o completare a mingii crescute.
    • Rulmenții fabricați cu un clearance intern mai mare (de exemplu, clearance -ul C3 poate gestiona o sarcină axială puțin mai axială decât C0 înainte de a se confrunta cu preîncărcare dăunătoare).
    • Lubrifiere corectă și viteze moderate de funcționare.

Aplicații practice care folosesc capacitatea de încărcare dublă

DGRO -urile sunt utilizate cu succes în nenumărate aplicații în care sunt prezente sarcini combinate moderate (axiale radiale) sau sarcini axiale pure:

1. Motoare și generatoare electrice: Manevrarea forțelor axiale reziduale de la câmpurile magnetice sau de alinierea necorespunzătoare a arborelui în timpul funcționării.
2. Cutii de viteze: Suportând încărcările arborelui în care apar atât forțele radiale de la angrenaje, cât și tracțiunea axială din angrenajele elicoidale.
3. Pompe și compresoare: Gestionarea încărcărilor radiale de la rotatori și tracțiune axială moderată.
4. Transportoare de manipulare a materialelor: Suportând role supuse sarcinilor radiale cu o anumită constrângere axială.
5. Accesorii auto: Utilizate în alternatoare, pompe de apă și tensionatoare în care sarcinile sunt în principal radiale, dar există o anumită componentă axială.
6. Aparate: Găsite în tamburele mașinii de spălat (radiale semnificative, axiale moderate în timpul rotirii) și motoarele cu aparate mici.

Când este suficientă o bilă adâncă cu o canelură și când sunt necesare alternative?

• Potrivit pentru:
  • În primul rând sarcini radiale.
  • Aplicații cu scăzut până la moderat sarcini axiale în raport cu capacitatea rulmentului.
  • Situații care necesită sarcină axială în ambele direcții.
  • Aplicațiile în care simplitatea, rentabilitatea și capacitatea de mare viteză sunt priorități.
• Luați în considerare alternative (contact unghiular, role conic) pentru:
  • Aplicații dominate de Sarcini axiale grele (tracțiune pură sau tracțiune care depășește în mod semnificativ ~ 50% din C0).
  • Scenarii care necesită rigiditate axială foarte mare sau poziționare axială precisă.
  • Aplicații care implică încărcături combinate ridicate unde componenta axială împinge limitele capacității DGRO. Rulmenții cu bilă de contact unghiulară sau rulmenții cu role conice sunt concepute în mod explicit pentru a gestiona sarcini axiale semnificative, fie singure, fie în combinație cu sarcini radiale, mult mai eficient.

Rulmenții cu bile profunde posedă o capacitate inerentă de a gestiona simultan sarcinile radiale și axiale, un avantaj semnificativ contribuind la utilizarea lor pe scară largă. Această capacitate cu două sarcini provine direct din canelurile lor profunde și continue de curse. Cu toate acestea, capacitatea lor de încărcare axială este fundamental limitată în comparație cu puterea lor radială. Inginerii trebuie să evalueze cu atenție amploarea și direcția sarcinilor radiale și axiale în aplicație. În timp ce DGRO-urile sunt excelente pentru sarcinile axiale mici până la moderate combinate cu sarcini radiale, aplicațiile care solicită o tracțiune axială ridicată sau o rigiditate axială extremă necesită rulmenți proiectați special pentru acel scop principal. Înțelegerea acestui echilibru este crucială pentru selectarea rulmentului optim pentru performanțe fiabile și longevitate.