Danes je na voljo veliko različnih vrst ležajev, vendar je na voljo malo informacij o razlikah med njimi. Morda ste se vprašali "Kateri ležaj je najboljši za vašo uporabo?" ali "Kako izberem ležaj?
1. Razvrstitev ležajev
Najprej morate vedeti, da večina ležajev z kotalnimi elementi spada v dve veliki kategoriji:
Kroglični ležaji Valjčni ležaji
Znotraj teh skupin obstajajo podkategorije ležajev z edinstvenimi lastnostmi ali optimiziranimi oblikami za izboljšanje zmogljivosti. Odlična zmogljivost, odpornost na visoke temperature, super trdnost itd. v svetu novih materialov.
2. Potrdite štiri stvari v aplikaciji in izberite pravilno vrsto ležaja
1. Poiščite nosilnost in nosilnost
Obremenitev ležaja je na splošno definirana kot reakcijska sila, s katero komponenta deluje na ležaj, ko je v uporabi.
Pri izbiri pravega ležaja za vašo uporabo morate najprej določiti nosilnost. Nosilnost je količina obremenitve, ki jo lahko prenese ležaj, in je eden najpomembnejših dejavnikov pri izbiri ležaja.
Najprej razumejte vrsto in količino obremenitve ležaja, ki jo bo vaša aplikacija povzročila. Kroglični ležaji so običajno najprimernejši za majhne do srednje obremenitve. Težke aplikacije so običajno najbolj primerne za valjčne ležaje.
Ležajne obremenitve so lahko aksialne (potisne), radialne ali kombinirane. Aksialne (ali potisne) ležajne obremenitve so, ko je sila vzporedna z osjo gredi.
Radialna obremenitev ležaja je, ko je sila pravokotna na gred. Nato je kombinirana nosilna obremenitev takrat, ko vzporedne in pravokotne sile povzročijo kotno silo glede na gred.
Kroglični ležaji so zasnovani s sferičnimi kroglicami za porazdelitev obremenitve na srednje veliko površino. Ponavadi so bolj primerni za majhne do srednje obremenitve, saj porazdelijo obremenitev skozi eno samo kontaktno točko.
Tukaj je hitra referenca za vrste obremenitev ležajev in najboljši kroglični ležaj:
Radialne (pravokotne na os) in lahke obremenitve:
Izberite radialne kroglične ležaje (znane tudi kot kroglični ležaji z globokimi utori). Radialni ležaji so nekateri najpogostejši tipi ležajev na trgu.
Aksialna (potisna) (vzporedna z osjo) obremenitev:
Izbira potisnega krogličnega ležaja
Kombinirane radialne in aksialne obremenitve:
Izberite kotne ležaje. Kroglice se dotikajo vodilnih poti pod kotom, ki bolje podpira skupno obremenitev.
Kombinirane radialne in aksialne obremenitve:
Izberite stožčaste valjčne ležaje
slika
2. Spoznajte hitrost svoje opreme za nanašanje
Določa hitrost vrtenja aplikacije. Visoke hitrosti (RPM) so na splošno najboljše s krogličnimi ležaji, medtem ko so nizke hitrosti na splošno najboljše s krogličnimi ležaji. Hitrost vrtenja opreme za nanašanje je dejavnik, ki ga je treba upoštevati pri izbiri ležajev.
Kroglični ležaji so običajno prva izbira, če bo vaša aplikacija delovala pri visokih vrtilnih hitrostih. Delujejo bolje pri višjih hitrostih in nudijo večji razpon hitrosti kot valjčni ležaji.
Eden od razlogov je, da je stik med kotalnimi elementi in tekalnimi potmi v krogličnem ležaju točka in ne kontaktna črta, tako kot pri valjčnem ležaju. Ker kotalni elementi med kotaljenjem površin pritiskajo na tirnice, pride do veliko manj površinskih deformacij pri točkovnih obremenitvah krogličnih ležajev.
Drug razlog, zakaj so kroglični ležaji boljši za uporabo pri visokih hitrostih, je centrifugalna sila. Centrifugalna sila je opredeljena kot sila, ki potisne predmet, ki se premika okoli središča, navzven in nastane zaradi vztrajnosti predmeta. Centrifugalna sila je glavni omejevalni dejavnik za hitrost ležaja, ker se prevede v radialne in aksialne obremenitve ležaja. Ker je masa valjčnega ležaja večja od mase krogličnega ležaja, bo valjčni ležaj ustvaril večje centrifugalne sile kot kroglični ležaj enake velikosti.
Včasih je hitrost uporabljene opreme višja od nazivne hitrosti krogličnega ležaja.
Če se to zgodi, je preprosta in običajna rešitev zamenjava materiala krogličnega ležaja iz jekla v keramiko. S tem ostane velikost ležaja enaka, vendar se nazivna hitrost poveča za približno 25 odstotkov. Ker so keramični materiali lažji od jekla, keramične kroglice ustvarjajo manj centrifugalne sile pri kateri koli hitrosti.
Kotni ležaji so najbolj primerni za uporabo pri visokih hitrostih
Kotni ležaji so najboljša izbira ležajev za uporabo pri visokih hitrostih. Eden od razlogov je, da so kroglice manjše, manjše kroglice tehtajo manj in se vrtijo z manj centrifugalne sile. Kotni ležaji imajo tudi vgrajeno prednapetost na ležaju, ki deluje s centrifugalno silo za pravilno kotaljenje kroglic v ležaju.
Če načrtujete za uporabo pri visokih hitrostih, boste potrebovali visoko natančne ležaje, običajno v razredu natančnosti ABEC 7
Ležaji z nižjo natančnostjo so izdelani z več dimenzionalnega "prostora za premikanje" kot ležaji z visoko natančnostjo. Zato, ko se ležaj uporablja pri visoki hitrosti, se kroglice hitro kotalijo po vodilu ležaja, kar zmanjša zanesljivost, kar povzroči okvaro ležaja. Visoko natančni ležaji so izdelani po strogih standardih in z minimalnim odstopanjem od specifikacij. Visoko natančni ležaji so zanesljivi za hitro delujoče aplikacije, ker zagotavljajo dobro interakcijo krogle in dirkalne steze.
3. Dejavniki odtekanja in togosti ležaja
Iztekanje ležaja je količina, ki jo gred obkroži iz svojega geometrijskega središča med vrtenjem. Nekatere aplikacije, kot so orodna vretena, dovoljujejo le majhna odstopanja svojih vrtljivih komponent. Če načrtujete za takšno uporabo, potem izberite visoko natančen ležaj, ker je ležaj izdelan z zelo majhnimi tolerancami in bo povzročil manjše odtekanje sistema.
Togost ležaja je odpornost proti silam, ki povzročijo odstopanje gredi od svoje osi in igra ključno vlogo pri zmanjševanju uhajanja gredi. Togost ležaja izhaja iz interakcije kotalnih elementov z dirkalnimi stezami. Bolj kot so kotalni elementi pritisnjeni na tekalno stezo, pride do elastične deformacije in togost je večja.
Togost ležaja je na splošno razvrščena na naslednji način:
Aksialna togost
radialna togost
Večja kot je togost ležaja, večja je sila potrebna za premikanje gredi med uporabo.
Poglejmo, kako deluje z natančnimi kotnimi ležaji. Ti ležaji imajo običajno proizvodne zamike med notranjim in zunanjim obročem. Ko so nameščeni ležaji s kotnim kontaktom, se odpravi zamik, zaradi česar se kroglice pritisnejo na vodila brez kakršne koli zunanje sile. To se imenuje predobremenitev in postopek poveča togost ležaja, še preden ležaj doživi kakršno koli uporabljeno silo.
4. Poiščite pravo mazivo za potrebe ležajev opreme za nanašanje
Poznavanje vaših potreb po mazivu ležaja je pomembno za izbiro pravega ležaja in ga je treba upoštevati že zgodaj pri načrtovanju opreme za nanašanje. Nepravilno mazanje je eden najpogostejših vzrokov za okvaro ležajev.
Mazanje ustvari oljni film med kotalnimi elementi in vodilnimi stezami ležajev, kar pomaga preprečiti trenje in pregrevanje.
Najpogostejša vrsta mazanja je mast, ki je sestavljena iz olja z gostilom. Zgoščevalec zadrži olje na mestu, tako da ne zapusti ležaja. Ko se kroglice (kroglični ležaji) ali valji (valjčni ležaji) kotalijo po mazivu, se zgoščevalec loči, tako da med kotalnimi elementi in kanali ležajev ostane samo oljni film. Po prehodu kotalnih teles se olje in zgoščevalec ponovno združita.
Za uporabo pri visokih hitrostih je pomembno vedeti, kako hitro se olje in zgoščevalec ločita in ponovno dodajata. To se imenuje vrednost uporabe ali ležaja n*dm. Preden izberete mast, morate najti vrednost n dm za vašo uporabo. Da bi to naredili, pomnožite vašo aplikacijo s premerom (dm) središča krogle v ležaju. Primerjajte svojo vrednost n dm z največjo vrednostjo hitrosti za mast na podatkovnem listu.
Če je vaša vrednost n*dm višja od vrednosti največje hitrosti maziva na podatkovnem listu, mazivo ne bo zagotovilo ustreznega mazanja in prišlo bo do prezgodnje okvare.
Druga možnost mazanja za aplikacije pri visokih hitrostih je sistem oljne meglice, ki zmeša olje s stisnjenim zrakom in ga v odmerjenih intervalih vbrizgava v obroče ležajev. Ta možnost je dražja od mazanja z mastjo, ker zahteva zunanji mešalni in dozirni sistem ter filtriran stisnjen zrak. Vendar pa sistemi z oljno meglico omogočajo, da ležaji delujejo pri višjih hitrostih, medtem ko proizvajajo manj toplote kot mazani ležaji.
Za uporabo pri nizkih hitrostih so običajne oljne kopeli. Oljna kopel je, ko je del ležaja potopljen v olje. Za ležaje, ki bodo delovali v ekstremnih okoljih, je mogoče namesto maziv na osnovi nafte uporabiti suha maziva, vendar se zaradi narave mazalnih filmov, ki se sčasoma razgradijo, življenjska doba ležaja pogosto skrajša. Pri izbiri maziva za vašo uporabo je treba upoštevati več drugih dejavnikov.
