- TEL:
+86-574-63269198
+86-574-63261058
- FAX:
+86-574-63269198
+86-574-63261058
- EMAIL:
- CÍM:
Henghe ipari zóna Ningbo, Zhejiang, Kína.
- KÖVESSEN MINKET:
Kétsoros szögérintkező görgőscsapágyak elsősorban olyan alkalmazásokban használatosak, amelyek egyidejű kezelését igénylik nagy radiális terhelések, jelentős axiális terhelések mindkét irányból és nyomatéki terhelések – mindez egy kompakt, egyegységes csapágyelrendezésben. Ezek a választott mérnöki megoldások, amikor egy tengelyt vagy forgó egységet mereven kell megtámasztani egyetlen helyen anélkül, hogy bonyolult lenne két különálló egysoros csapágy párosítása.
Gyakorlatilag ezek a csapágyak szerszámgépek orsóiban, hengermű-hengernyakokban, nehézipari sebességváltókban, szivattyú- és kompresszortengelyekben, szélturbinák dőlésszög-rendszereiben és precíziós repülőgép-hajtóművekben jelennek meg – mindenhol, ahol a teherbírásnak, a tengelymerevségnek és a precíz futási pontosságnak együtt kell léteznie egyetlen csapágyhelyzetben. Érintkezési szögeik jellemzően 25° és 40° között vannak , a nagyobb szögek nagyobb axiális teherbírást, az alacsonyabb szögek pedig a nagyobb sebességet és a radiális kapacitást részesítik előnyben.
Az alkalmazások megértéséhez segít megérteni, mi különbözteti meg ezt a csapágytípust szerkezetileg. A kétsoros szögérintkezőgörgős csapágy két sor gördülőelemből áll – vagy kúpos görgőkből vagy hengeres görgőkből ferde futópályákkal –, amelyek egymással ellentétes elrendezésben (akár háttal, akár szemtől szemben) vannak elrendezve egyetlen külső gyűrűn belül, és gyakran egyetlen belső gyűrűszerelvényben.
Ez az ellentétes elrendezés két terhelési vonalat hoz létre, amelyek a csapágytengelyhez képest konvergálnak (szemtől szemben / O-elrendezés) vagy eltérnek (hátra-hátra / X-elrendezés). Az eredmény egy csapágyegység, amely:
A háttal egymás mellett (X) elrendezés kiváló nyomatékos terhelésállóságot biztosít mert a terhelési vonalak eltérnek kifelé, így szélesebb virtuális csapágyfesztáv jön létre. A szemtől szembe (O) elrendezés jobban tolerálja a tengely eltolódását és a hőtágulást. A konfigurációk közötti választás határozza meg az adott alkalmazási környezetekhez való alkalmasságot.
A kétsoros szögérintkezőgörgős csapágyak egyik legigényesebb és legáltalánosabb alkalmazása a szerszámgépek orsóiban található – a forgó tengelyeken, amelyek esztergagépekben, marógépekben, köszörűgépekben és megmunkáló központokban tartják és hajtják meg a vágószerszámokat vagy a munkadarabokat.
Ebben az összefüggésben a csapágynak egymásnak ellentmondó igényeket kell egyszerre kielégítenie: elég merevnek kell lennie ahhoz, hogy ellenálljon a forgácsolóerőknek (amelyek radiális és axiális terheléseket, valamint hajlítónyomatékokat is létrehoznak), miközben kellő pontossággal kell futni ahhoz, hogy mikrométeres tűréshatárokon belül megmunkált felületeket készítsen. A precíziós csiszológépekben orsócsapágyakra lehet szükség ahhoz, hogy a radiális kifutás 1 mikrométer (0,001 mm) alatt maradjon. olyan üzemi fordulatszámon, amely meghaladhatja a 15 000 RPM-et.
A 15° és 25° közötti érintkezési szögtartományban kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak uralják ennek az alkalmazásnak a nagy sebességű végét, míg a kétsoros kúpgörgős csapágyak 30° és 40° közötti érintkezési szöggel a nagyobb teherbírású, kisebb sebességű orsókat szolgálják a nehéz esztergaközpontokban és fúrómarókban. A fő előny mindkét esetben az, hogy egyetlen csapágyhelyzet kezeli az összes terhelési irányt – egyszerűsíti az orsó kialakítását, csökkenti a ház hosszát és javítja a hőkezelést a kétcsapágyas elrendezésekhez képest.
Az acél-, alumínium- és rézgyártásban használt hengerművek a csapágyakat az ipari gépek legsúlyosabb kombinált terhelési körülményeinek teszik ki. A meleg- vagy hideghengerműben a munkahengerek és a póthengerek a hengerlési nyomásból óriási sugárirányú erőket fejtenek ki – olyan erők, amelyek a nehéz lemezmalmokban több millió newtont is elérhetnek — miközben jelentős tengelyirányú erőket fejt ki a tekercs oldalsó koronája és az alakítandó anyag felől.
A négysoros kúpgörgős csapágyak (amelyek lényegében két kétsoros egységet alkotnak egymáshoz szerelve) a domináns választás a nehéz hengermű hengernyak pozícióihoz, de a kétsoros szögérintkezőgörgős csapágyak kritikus szerepet töltenek be ezen malmok közbenső helyzeteiben, tolóhelyzeteiben és beállítási rendszereiben. Az a képességük, hogy alkalmazkodnak a hőnövekedésből eredő axiális elmozduláshoz, miközben továbbra is teljes radiális terhelést hordoznak, különösen alkalmassá teszi őket a tartalék tekercspozícionáló rendszerekhez, ahol a tekercs pontos tengelyirányú elhelyezése szükséges.
A hideghengerlési alkalmazásoknál, ahol a felületkezelés minősége a legfontosabb, a kétsoros szögérintkező görgőscsapágyak alacsony hajlása és nagy merevsége közvetlenül hozzájárul a hengerrés konzisztenciájához – ami a szalagvastagság egyenletességét jelenti a hengerelt termék teljes szélességében.
Az ipari és nagy teherbírású hajtóművekben a fogaskerekek összekapcsolása egyidejűleg sugárirányú (a tengelyre merőleges) és axiális erőket (a tengely tengelye mentén) hoz létre. A spirális fogaskerekek, a spirális kúpkerekek és a csigakerekek mind axiális tolóerőt hoznak létre, amelyet a tengelycsapágyaknak kell felvenniük. A kétsoros szögérintkező görgőscsapágyak ideálisak ezekhez a tengelyhelyzetekhez mert egyetlen kompakt egységben kezelik a kombinált terhelést anélkül, hogy külön nyomócsapágyra lenne szükség a radiális csapágy mellett.
Egy tipikus spirális hajtóműben a fogak csavarvonalszöge a tangenciális erővel arányos axiális erőösszetevőt hoz létre, szorozva a spirálszög érintőjével. 20°-os csavarvonalszög és 50 kN érintőerő esetén az axiális erő körülbelül 18 kN lenne – ez egy jelentős terhelés, amelyet folyamatosan a csapágyon keresztül a házba kell reagálni. A kétsoros szögérintkezős csapágy ebben a tengelyhelyzetben szükségtelenné teszi külön nyomógyűrűt vagy kiegészítő csapágyat, csökkentve az alkatrészek számát és a sebességváltó teljes burkolatát.
A tengeri meghajtású hajtóművek, a szélturbinás főhajtóművek, a mozdonyok vontatási hajtásai és a nagyméretű ipari keverős sebességváltók mind olyan alkalmazások, ahol a kétsoros szögérintkező görgőscsapágyak ezt a kombinált teherkezelési funkciót biztosítják a rendszer megbízhatósága szempontjából kritikus tengelyhelyzetekben.
A centrifugálszivattyúk és kompresszorok jelentős axiális tolóerőt hoznak létre a járókerék tengelyein a járókeréken lévő nyomáskülönbség következtében. Az egyfokozatú centrifugálszivattyúkban a nettó axiális tolóerőt jellemzően a tengely nem hajtott végén lévő, erre a célra kialakított nyomócsapágy veszi fel. Többfokozatú szivattyúk vagy nagynyomású kompresszorok esetében ez az axiális tolóerő elérheti a tíz kilonewtont, és bizonyos üzemi körülmények között meg is fordíthatja az irányt – így a kétsoros szögérintkező görgőscsapágyak a megfelelő csapágytípusok ehhez a helyzethez.
A szivattyú- és kompresszor-alkalmazások fő előnyei a következők:
A szélturbinák egyedülálló kihívást jelentenek a csapágyakkal szemben a lassú forgási sebesség, a nagyon nagy terhelés, a terhelési irányok megfordítása és a több évtizedes karbantartásmentes élettartam kombinációja miatt. A kétsoros szögérintkező görgős csapágyakat széles körben használják a szélturbinák két kritikus alrendszerében: a lapát dőlésszögű csapágyakban és a gondola elforduló csapágyakban.
Mindegyik rotorlapát egy dőlésszögű csapágyon keresztül csatlakozik a kerékagyhoz, amely lehetővé teszi a lapát forgását a hossztengelye körül, és a lapát dőlésszögének beállításával szabályozza a teljesítményt és védi a turbinát erős szélben. A dőlésszögű csapágynak el kell viselnie a lapát teljes súlyát (amely meghaladhatja 20 tonna 60 méternél hosszabb pengék esetén ) sugárirányú/nyomatéki terhelésként, miközben egyidejűleg alkalmazkodik az axiális aerodinamikai tolóerőhöz, és lehetővé teszi a szabályozott forgást a dőlésszög beállításához.
A kétsoros szögérintkezős forgógyűrűs csapágyak – alapvetően nagy átmérőjű (1,5-3 méter) változatai a kétsoros szögérintkező-elvnek – a standard megoldás ebben az alkalmazásban. A nyomatéki merevségük megakadályozza a lapátok megdöntését aszimmetrikus terhelés esetén, míg axiális kapacitásuk kezeli a szél tolóerőit.
A billenő csapágy a gondolát (a generátort és a hajtásláncot tartalmazó ház) köti össze a toronnyal, lehetővé téve a teljes gondola forgását és a változó szélirányok követését. Ez a nagy átmérőjű csapágy - jellemzően 2-4 méter átmérőjű közüzemi méretű turbinákon – el kell viselnie a gondola és a forgórész szerelvény teljes súlyát (gyakran 100 tonnát vagy többet), miközben ellenáll a szélterhelésből eredő felborulási nyomatéknak, és lehetővé kell tenni a lassú, szabályozott forgást, amelyet elforduló hajtású motorok hajtanak meg. A kétsoros szögérintkező konfigurációk biztosítják a radiális, axiális és nyomatéki teherbírás szükséges kombinációját egyetlen integrált gyűrűs csapágyszerkezetben.
A repülőgépgyártásban a súly, a megbízhatóság és a teljesítménysűrűség a legfontosabb – a kétsoros szögérintkezőgörgős csapágyak pedig mindhárom esetben teljesítenek. Felhasználásuk kiterjed a repülőgép hajtóműveire, a repülésvezérlő működtető szerkezetekre, a futómű forgáspontjaira, a helikopter forgórészfej-alkatrészeire és a rakétairányító rendszer kardángyűrűire.
A hidraulikus szivattyúkat, üzemanyag-szivattyúkat, generátorokat és olajtisztító szivattyúkat a motormagból meghajtó repülőgépmotor-kiegészítő sebességváltók nagymértékben támaszkodnak a fogaskerék tengelyén lévő kétsoros szögérintkező csapágyakra. Ezeknek a csapágyaknak megbízhatóan kell működniük szélsőséges hőmérsékleti tartományokban is -54°C nagy magasságban utazva 150°C fölé a sebességváltó olajos környezetben — a kombinált fogaskerekek hálóterheléseinek teljes skálájának kezelése közben.
A repülésirányító működtető mechanizmusokban, ahol a felületi működtetés kétirányú axiális terhelést hoz létre a golyóscsavar és a működtető rúd szerelvényein, a kétsoros szögérintkező csapágyak biztosítják a szükséges tengelyirányú merevséget, hogy minimalizálják a vezérlőfelület terhelés alatti helyzetének hibáját – ez biztonsági szempontból kritikus követelmény az elsődleges repülésvezérlő rendszerekben.
A nehéz bányászati és építőipari berendezések súlyos ütési és túlterhelési körülmények között működnek, amelyek gyorsan tönkretennék a könnyebb csapágytípusokat. A kétsoros szögérintkezős kúpgörgős csapágyakat széles körben használják ezekben a környezetekben, mivel a kúpgörgők és a futópályák közötti vonalérintkezésük lényegesen nagyobb lökésterhelés, mint az azonos méretű golyóscsapágyaké .
A konkrét alkalmazások közé tartoznak:
Az autóiparban a kétsoros szögérintkező golyóscsapágyak a standard csapágytípusok a személygépkocsik és könnyű haszongépjárművek első kerékagyaihoz. Az első kerékagy csapágyának egyszerre kell elviselnie a jármű súlyát (radiális), a kanyarodás oldalirányú erőit (axiális és nyomatéki) és a fékezőerőket (axiális) – mindezt az országúti vezetésnek megfelelő sebességgel forogva, és csere nélkül túl kell élnie a jármű teljes élettartamát.
A modern kerékagy-csapágyegységek (HBU – Hub Bearing Unit 1., 2. és 3. generáció) a kétsoros szögérintkező csapágyat a kerékagy peremével, az ABS-érzékelő gyűrűjével és néha a CV-csukló interfészével egyetlen tömített, karbantartást nem igénylő egységbe integrálják. Ezeket az egységeket legalább 200 000 km-es élettartamra tervezték és úgy lettek kialakítva, hogy az élettartamuk során kenés nélkül működjenek.
A nehéz haszongépjárművekben – teherautókban, buszokban és építőipari berendezésekben – a kúpos görgős alapú, kétsoros szögérintkező kerékcsapágyak továbbra is gyakoriak, különösen a hajtott tengelyhelyzetekben, ahol a kombinált radiális, axiális és nyomatékos terhelés súlyosabb, mint a tipikus személygépkocsi-viszonyok. Ezek az egységek rendszeres ellenőrzést és az előfeszítés újbóli beállítását igénylik, ellentétben a lezárt járműegységekkel.
A megfelelő csapágytípus kiválasztásához meg kell érteni, hogy a kétsoros szögérintkező görgőscsapágyak hogyan viszonyulnak az adott alkalmazás terhelési és sebességi követelményeihez tartozó alternatívákhoz.
| Csapágy típus | Radiális terhelhetőség | Axiális terhelés (mindkét irányban) | Pillanatnyi terhelési ellenállás | Sebesség képesség | Tipikus alkalmazás |
|---|---|---|---|---|---|
| Kétsoros szögérintkező (labda) | Magas | Magas | Jó | Nagyon magas | Szerszámgép orsók, kerékagyak |
| Kétsoros kúpos görgő | Nagyon magas | Nagyon magas | Kiváló | Mérsékelt | Hengerművek, sebességváltók, nehéz tengelyek |
| Single Row Deep Groove Ball | Mérsékelt | Alacsony | Szegény | Nagyon magas | Villanymotorok, könnyű tengelytartó |
| Hengeres görgő (egysoros) | Nagyon magas | Nincs (szabad axiális) | Szegény | Magas | Magas-speed spindles, floating shaft positions |
| Gömb alakú görgő | Nagyon magas | Mérsékelt (both directions) | Mérsékelt (self-aligning) | Mérsékelt | Szállítószalag hajtások, ventilátorok, rosszul beállított tengelyek |
| Párosított egysoros szögérintkező | Magas | Magas | Jó to Excellent | Magas | Orsók, ahol előfeszítés beállításra van szükség |
A kétsoros szögérintkezős csapágy fő megkülönböztető tulajdonsága, hogy mindhárom terheléstípust – radiális, kétirányú axiális és nyomatékot – egyetlen egységben kezeli, kompakt axiális burkolattal. Ahol egy hengergörgős csapágy mellett további nyomócsapágyra van szükség, és ahol két egysoros szögérintkezőcsapágy gondos előfeszítési beállítást és további axiális teret igényel, a kétsoros egység egyenértékű vagy jobb kombinált terhelési teljesítményt ér el kevesebb komponenssel és egyszerűbb telepítéssel.
Amikor egy kétsoros szögérintkező görgőscsapágyat választanak ki egy adott alkalmazáshoz, a mérnökök számos egymástól függő paramétert értékelnek a megfelelő élettartam és teljesítmény biztosítása érdekében.
Az érintkezési szög a legalapvetőbb tervezési paraméter. A kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak szabványos érintkezési szögei jellemzően 25°, 30° vagy 40° . A 25°-os szög nagyobb sebességet és alacsonyabb tengelyirányú merevséget biztosít – alkalmas szerszámgép-orsókhoz, ahol a fordulatszám nagy, de az axiális terhelés mérsékelt. A 40°-os szög nagyobb axiális teherbírást és nagyobb merevséget biztosít a csökkentett fordulatszám árán – megfelelő nagy terhelésű, lassú esztergálású alkalmazásokhoz, mint például hengermű-pozícionáló rendszerek.
A kétsoros szögérintkezős csapágyakat jellemzően meghatározott belső előfeszítéssel szállítják – a gördülőelemekre kifejtett enyhe nyomóerőt, amely megszünteti az összes belső hézagot és növeli a csapágy merevségét. Az előterhelési szintek könnyű (C), közepes (CA) és nehéz (CB) kategóriába sorolhatók, a nagyobb előterhelés növeli a merevséget, de növeli a hőtermelést és csökkenti a sebességet. A precíziós szerszámgépek orsóinál a közepes előfeszítés a leggyakoribb , amely biztosítja a méretpontossághoz szükséges merevséget anélkül, hogy üzemi sebességnél túlzott hőképződést okozna.
A csapágyválasztás egy adott alkalmazáshoz a P ekvivalens dinamikus csapágyterhelés kiszámításával kezdődik a tényleges Fr sugárirányú erőből és Fa axiális erőből, a P = X·Fr Y·Fa képlet segítségével, ahol X és Y olyan terhelési tényezők, amelyek az érintkezési szögtől és az Fa/Fr aránytól függenek. Ezt az egyenértékű terhelést a csapágy C dinamikus terhelési besorolásával használják fel az L10 élettartam kiszámításához – az élettartam (millió fordulatban vagy üzemórában), amelyet az azonos csapágyak populációjának 90%-a elér vagy meghaladja.
A legtöbb ipari alkalmazáshoz minimum L10 élettartama 20 000-50 000 óra működési feltételekre irányul; A kritikus alkalmazások, mint például az acélgyári hengernyak és az energiatermelő berendezések gyakran 100 000 órát meghaladó élettartamot céloznak meg az L10-ben, ami a nagy átmérőjű, nagy kapacitású kétsoros csapágyak kiválasztását segíti elő, nagy biztonsági ráhagyással a dinamikus terhelés mellett.
A kétsoros szögérintkező görgőscsapágyak kenési módja és kenőanyag-választása nagymértékben függ az alkalmazás sebességétől, terhelésétől, hőmérsékletétől és a karbantartási hozzáféréstől. A három elsődleges kenési megközelítés a következő:
A helyes beszerelés kritikus fontosságú a kétsoros szögérintkező görgőscsapágyak névleges élettartamának eléréséhez. A rossz beszerelés – különösen a helytelen illeszkedési tűrés, a nem megfelelő előfeszítés vagy a rosszul beállított szerelés – az egyik fő oka a csapágy idő előtti üzemzavarának.
A legfontosabb telepítési követelmények a következők:
Szolgálatban, kétsoros szögérintkező görgőscsapágyak számos kimutatható jelzést adnak, amikor hasznos élettartamuk végéhez közelednek, vagy rendellenes működési feltételeket tapasztalnak. Ezen csapágyak állapotának ellenőrzése különösen fontos olyan alkalmazásokban, ahol a nem tervezett leállás költséges.
A tervezett csere a számított L10 élettartam alatt vagy azt megelőzően – rendszeres állapotfigyeléssel kombinálva – a legköltséghatékonyabb karbantartási stratégia a kétsoros szögérintkezős csapágyak esetében olyan kritikus alkalmazásokban, ahol a nem tervezett állásidő költsége jelentősen meghaladja magának a csapágynak a költségét.