Mik azok a kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak?

Kétsoros ferde érintkező golyóscsapágyak olyan csapágyazási kialakítás, amely egyetlen belső és külső gyűrűn belül két sor szögletes érintkező golyót egyesít, egymásnak elhelyezve úgy, hogy egyidejűleg képesek elviselni a radiális terheléseket, a kétirányú axiális terheléseket és a nyomatéki terheléseket. Az egyes sorok érintkezési szöge úgy van beállítva, hogy a csapágy ellentétes oldalairól érkező terhelési vonalak a csapágy tengelyén konvergáljanak, így önálló egységet hozva létre, amely ellenáll a billenő erőknek anélkül, hogy egy második, külön szerelt csapágyra lenne szükség az ellenkező tengelyirány kezelésére. Szerkezeti elvet tekintve a kétsoros szögérintkezős golyóscsapágy lényegében megegyezik a két egysoros szögérintkező golyóscsapágy párjával, amely egy keskenyebb, kompaktabb egységbe van integrálva, közös belső és külső gyűrűn (forrás: NSK Global Technical Library; NTN Bearing Catalog 2203E). Az 5200 és 5300 sorozatú kétsoros csapágyak szabványos érintkezési szöge a 25 fok , míg a Schaeffler és néhány más tervezési család 30 fokos érintkezési szöget használ, ami növeli az axiális terhelhetőséget a radiális kapacitáshoz képest (forrás: NSK; Schaeffler TPI 213). A kompakt geometria azt jelenti, hogy egy kétsoros egység lényegesen kevesebb tengelyirányú helyet foglal el, mint két külön szerelt egysoros, azonos furatú és külső átmérőjű szögérintkező csapágy, így ez az előnyben részesített megoldás minden olyan helyen, ahol kétirányú axiális kényszerre van szükség egy szűk beépítési térben. Kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak a 30-as és 38-as sorozatban számos furatméret és tömítési lehetőség található, amelyek pontosan megfelelnek az ilyen kompakt, többirányú terhelési alkalmazásoknak.

Hogyan határozza meg az érintkezési szög a csapágyviselkedést

Az érintkezési szög az egyetlen legfontosabb geometriai paraméter, amely megkülönbözteti a szögletes érintkező golyóscsapágyat a mélyhornyú golyóscsapágyaktól, és közvetlenül meghatározza az axiális és a radiális teherbírás arányát, amelyet a csapágy képes biztosítani.

Az érintkezési szög geometriai jelentése

Bármely gördülőcsapágynál a golyók a terhelést a belső gyűrűs futópálya és a külső gyűrűs futópálya között az érintkezési pontokon keresztül adják át. A mélyhornyú csapágyaknál ezek az érintkezési pontok a tengely tengelyére merőleges vonalon fekszenek, ami azt jelenti, hogy a csapágy jól illeszkedik a sugárirányú terhelésekhez, de axiális terhelést csak mellékesen tud fogadni. Egy szögérintkező csapágyban a futópályák úgy vannak eltolva, hogy a két érintkezési pontot összekötő vonal szöget zár be a sugárirányú síkkal. Ez a szög az érintkezési szög, jelölése alfa. Ha tisztán axiális terhelést fejtenek ki egy szögérintkező csapágyra, akkor az ezen a ferde érintkezővonalon keresztül továbbítódik, amely az erőt radiális és axiális komponenssé alakítja a csapágy geometriáján belül. Minél nagyobb az érintkezési szög, annál nagyobb az alkalmazott axiális terhelés aránya, amely hatékonyan viselhető, és annál nagyobb a tengelyirányú és radiális terhelési arányt a csapágy, mielőtt az érintkezési feszültség kritikussá válna (forrás: NTN csapágykatalógus 2203E; brkbearings.com).

Érintkezési szögértékek kétsoros kivitelben

Az egysoros szögérintkezős golyóscsapágyak négy szabványos érintkezési szög konfigurációban kaphatók: 15 fok, 25 fok, 30 fok és 40 fok. A 15 fokos változat előnyben részesíti a nagy sebességű működést és az alacsony tengelyirányú merevséget; a 40 fokos változat a maximális axiális terhelhetőséget részesíti előnyben, csökkentett fordulatszám és nagyobb hőtermelés árán. A standard 5000-es sorozatú (5200-as, 5300-as sorozatú) kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyakat egy 25 fokos érintkezési szög soronként, egymásnak megfelelően elrendezve, így minden sor egy irányból támogatja az axiális terhelést. A nagy kapacitású változatok, köztük a Schaeffler tervezési család, a 30 fokos érintkezési szög amely nagyobb axiális terhelési hányadot biztosít, de ennek megfelelően csökkenti a sebességkorlátozást a folyamatos működéshez (forrás: NSK Global; Schaeffler TPI 213).

Pillanatnyi terhelési képesség

A kétsoros elrendezés által lehetővé tett kritikus fontosságú képesség a nyomatékos terhelésekkel szembeni ellenállás, amelyet billenőnyomatéknak is neveznek. Egy nyomatékos terhelés a tengelyt a házhoz képest a tengely középvonalára merőleges tengely körül forgatja. Egysoros szögérintkező csapágy vagy egyetlen mélyhornyú csapágy nem tud megbízhatóan ellenállni ennek a fajta terhelésnek, mert az egyik oldalon lévő érintkezési zóna túlterhelt, míg a másik oldal elveszítené a kapcsolatot. A kétsoros csapágy egymás melletti elrendezése széles effektív fesztávot hoz létre a két tehervonal között, még az egyetlen csapágyszélességen belül is, amely mechanikus nyomatékkart biztosít, amely ellenáll a billenő erőknek. Ez az oka annak, hogy a kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyakat olyan alkalmazásokhoz írják elő, ahol a tengelyhajlítás, a túlnyúló terhelések vagy a giroszkópos erők nyomatékos terhelést hoznak létre a csapágyhelyzetben (forrás: NTN csapágykatalógus 2203E).

Belső szerkezetek és alkatrészek anyagai

A kétsoros szögérintkezős golyóscsapágy belső felépítésének megértése megmagyarázza, hogy a konkrét tervezési és anyagválasztások miért befolyásolják a teljesítményt oly módon, ami nem mindig derül ki a katalógus terhelési besorolásából.

Gyűrűk és versenypályák

A szabványos kétsoros szögérintkező golyóscsapágyak belső és külső gyűrűi magas széntartalmú krómozott csapágyacélból készülnek, leggyakrabban 52100-as vagy azzal egyenértékű nemzeti szabványos minőséggel, amelyet átedzettek, és felületi keménysége jellemzően 58-65 HRC tartományba esik. A futópályák az átmérő, a kerekség és a felületi érdesség szűk tűrésre vannak köszörülve, mivel az érintkezési zónában a felület minősége közvetlenül meghatározza a terhelés alatti feszültségeloszlást, valamint a zaj- és rezgésszintet működés közben. Az egyes gyűrűk vállgeometriája úgy van kialakítva, hogy eltolást generáljon a két sor futópálya között, ami a tervezett érintkezési szöget hozza létre, és ez a vállmagasság meghatározza a gyűrűk által elviselhető maximális axiális terhelést is, mielőtt az érintkezési feszültség a gyűrű vállára vándorol, ahelyett, hogy a versenypályán maradna.

Gördülő elemek

A golyók mindkét sorban jellemzően ugyanabból az 52100-as csapágyacélból készülnek, mint a gyűrűk, vagy kerámiából, például szilícium-nitridből (Si3N4) nagy sebességű vagy korróziókritikus alkalmazásoknál. A golyó átmérőjét és a soronkénti golyók számát a tervezési folyamat során választják ki, hogy optimalizálják a csapágy dinamikus terhelhetőségét, statikus terhelhetőségét és sebességét a tervezett alkalmazási sorozathoz. Egy adott sorozaton belül a nagyobb golyóátmérő növeli a terhelést, de csökkenti a maximálisan megengedett sebességet, mivel az egyes golyókra ható centrifugális erő a golyó tömegével és a sebesség négyzetével skálázódik. A precíziós golyók átmérője kisebb, mint 0,00025 mm az ugyanabban a sorban lévő golyók között, mivel még a kis átmérőkülönbségek is egyenetlen terheléselosztást okoznak, ami a katalógus ábra alá csökkenti az effektív terhelhetőséget.

Ketrec opciók

A ketrec elválasztja a golyókat, és egyenletes kerületi távolságot tart fenn, így a terhelés egyenletesen oszlik el a csapágy kerületén. A kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak két fő kosártípussal kaphatók (forrás: NSK Global; NTN):

• Préselt acél ketrec, amely a legtöbb közepes és nagy sebességű alkalmazáshoz standard opció, és alacsony szén-dioxid-kibocsátású acéllemezből van bélyegezve, a golyók vezetésére kialakított zsebekkel; a préselt acél kosár a legtöbb olaj- és zsírkenésű alkalmazáshoz alkalmas a csapágy szabványos fordulatszáma mellett
• Poliamid vagy nejlon kosár, amely kisebb tömeget és alacsonyabb zajszintet biztosít magasabb sebességnél, jobb teljesítményt zsírkenésű tömített csapágyakban, ahol a zsír viszkózus ellenállása hőforrás, és csökkenti az elkenődés kockázatát a kenés pillanatnyi elvesztése esetén nagy sebességnél

Tömítési és árnyékolási lehetőségek

A nyitott kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak külső kenést igényelnek rendszeres zsírpótlással vagy nyomás alatti olajrendszerrel. Léteznek tömített és árnyékolt változatok, és egyre inkább olyan alkalmazásokhoz írják elő, ahol a karbantartáshoz való hozzáférés korlátozott, vagy a szennyeződés behatolása aggodalomra ad okot (forrás: NTN csapágykatalógus 2203E; NSK). A leggyakrabban használt utótag megnevezések a következők:

A 30-2RS, 38-2RS, 30-ZZ és 38-ZZ sorozatú elnevezési konvenció, amelyet a Kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak A termékpaletta a sorozatszámot és a tömítés típusát egyaránt közvetlenül kódolja a csapágy jelölésébe, így pusztán a cikkszámból könnyen azonosítható, hogy melyik változat felel meg az adott alkalmazásnak.

Terhelési értékek és teljesítményspecifikációk

Bármely gördülőcsapágy teljesítményét elsősorban három névleges érték jellemzi: az alap dinamikus teherbírás, az alap statikus teherbírás és a határsebesség. Ezeket az értékeket a csapágy belső geometriája határozza meg, és helyesen kell értelmezni az alkalmazás tényleges terhelési ciklusához és sebességéhez képest, mielőtt megbízható élettartamot megjósolhatnánk.

Alapvető dinamikus terhelési besorolás

Az alapvető dinamikus terhelési besorolás (C) az az állandó sugárirányú terhelés, amely mellett az azonos csapágyak csoportja 90 százalékos megbízhatóság mellett egymillió fordulatnyi névleges kifáradási élettartamot ér el, az ISO 281 szabványban meghatározott számítási módszert követve. Kétsoros szögérintkező golyóscsapágy esetén a dinamikus teherbírás nagyobb, mint az egysoros golyóssoros terhelés megosztása esetén. a hertzi érintkezési feszültség elosztása nagyobb számú érintkezési ponton. Gyakorlati referenciaként az 5200-as sorozat 10 mm-es furatú csapágya (5200-as számú csapágy) dinamikus teherbírással rendelkezik. 7150 N , míg a 17 mm-es furatú 5203-as sorozat körülbelül 12 700 N, a 20 mm-es furatú 5204-es sorozat pedig körülbelül 15 900 N-t (forrás: NSK tömített és árnyékolt típusú kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak katalógusa, e1249b dokumentum).

Alapvető statikus terhelési besorolás

Az alapvető statikus terhelési besorolás (C0) azt a terhelést határozza meg, amely alatt a labda és a futópálya közötti maximális érintkezési feszültség eléri a körülbelül 4000 MPa-t, azt a szintet, amelynél a futópálya helyi képlékeny deformációja állandó bemélyedést kezd létrehozni, amely növeli a vibrációt és a zajt a későbbi működés során. Ugyanezeket az NSK referenciaadatokat használva az 5200-as sorozat (10 mm-es furat) 3900 N statikus terhelhetőségű, míg az 5203-as (17 mm-es furat) 8300 N, az 5204-es (20 mm-es furat) pedig 10700 N (forrás: NSK katalógus e1249b). Az ütési terhelést, az összeszerelés során fellépő nagy statikus terhelést vagy az alacsony fordulatszámon fennálló nagy nyomatékos terhelést jelentő alkalmazásokat a statikus, nem pedig a dinamikus névleges érték alapján kell értékelni.

Egyenértékű dinamikus terhelés számítása

Ha egy csapágy kombinált radiális és axiális terhelést tapasztal, nem pedig tisztán radiális terhelést, akkor az ISO 281 élettartam-egyenlet alkalmazása előtt ki kell számítani az egyenértékű P dinamikus terhelést. Kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak esetében a szabványos képlet: P = XFr YFa, ahol Fr a radiális erő, Fa az axiális erő, X és Y pedig terhelési tényezők, amelyek az axiális és radiális erő arányától függenek egy e küszöbértékhez viszonyítva. A lezárt és árnyékolt kétsoros sorozatoknál a tipikus értékek, amikor az Fa/Fr kisebb vagy egyenlő, mint e, X = 1, Y = 0,92, és ha Fa/Fr meghaladja az e értéket, X = 0,67 és Y = 1,41, ahol az e körülbelül 0,68 (forrás: NSK katalógus e1249b). Ezek az értékek az érintkezési szöggel és a csapágysorokkal változnak, és a tervezőknek mindig az adott gyártó adatlapján szereplő értékeket kell használniuk az alkalmazott csapágysorozathoz.

Sebesség képesség

A kétsoros szögérintkezős golyóscsapágy sebességhatárát a gördülő érintkezőknél és a kosár-golyó határfelületén keletkező hő határozza meg, és hagyományosan vagy zsírsebesség-korlátozásban vagy olajsebesség-korlátozásban fejezik ki, ahol az olajhatár általában 20-30 százalékkal magasabb a zsírhatárnál. A tömített és árnyékolt változatok alacsonyabb sebességhatárt tartalmaznak, mint az egyenértékű nyitott csapágyaké, mivel a tömítőajak súrlódása vagy a pajzs közelsége hőt ad, amelyet a rögzített zsírtöltetnek külső hűtés nélkül kell elvezetnie. A DIN 628-3 szabvány, amely a kétsoros szögérintkező golyóscsapágyak fő méreteit szabályozza, olyan mérethatárokat határoz meg, amelyek biztosítják az azonos sorozaton belüli csapágygyártók közötti felcserélhetőséget (forrás: Schaeffler TPI 213).

Kijelölési rendszer és sorozatazonosítás

A kétsoros szögérintkezős golyóscsapágy jelölésének helyes leolvasása lehetővé teszi a mérnök vagy beszerzési szakember számára, hogy megerősítse a furat átmérőjét, sorozatát (és így a külső átmérőt és szélességet), valamint a tömítés konfigurációját a cikkszám alapján anélkül, hogy egy teljes mérettáblázatot kellene megnéznie.

A termékmegnevezésben szereplő 30-as és 38-as sorozatra vonatkozó hivatkozások a csapágy külső átmérőjére vonatkozó sorozatbesorolásra vonatkoznak. A 30-as és 38-as sorozat kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyakban meghatározott mérettartományt jelöl, a hozzá tartozó 2RS és ZZ utótag változatok pedig közvetlenül azonosítják, hogy érintkezőtömítéseket vagy acélpajzsokat használnak-e, lehetővé téve a megfelelő változat megadását zsírkenésű zárt vagy árnyékolt szervizhez.

Összehasonlítás alternatív csapágytípusokkal

A kétsoros szögérintkezős golyóscsapágy kiválasztásához egy adott alkalmazáshoz meg kell érteni, miben különbözik a többi csapágytípustól, amelyek potenciálisan ugyanabban a helyzetben jöhetnek szóba.

vs egysoros szögérintkezős golyóscsapágy

Az egysoros szögletes érintkező golyóscsapágy csak egy irányban képes axiális terhelést elviselni, mivel az eltolt futópálya-geometria olyan érintkezési vonalat hoz létre, amely csak az egyik oldalról konvergál a tengelyen. A kétirányú axiális terhelések egysoros csapágyakkal való támogatásához két csapágyat kell egymással szemben felszerelni, vagy egymás mellett (DB), egymással szemben (DF), vagy párhuzamosan (DT az azonos irányú axiális terhelés növeléséhez). A kétsoros csapágy ugyanazt a kétirányú axiális kényszert éri el egyetlen, keskenyebb egységben, egy belső gyűrűvel és egy külső gyűrűvel, ami leegyszerűsíti a ház kialakítását és csökkenti a tengelyirányú helyigényt. A kompromisszum az, hogy a kétsoros egység rögzített érintkezési szöggel és egymás melletti elrendezéssel rendelkezik, amely nem változtatható, míg a párosított egysoros elrendezés lehetővé teszi a mérnök számára, hogy válasszon szembeszerelést, ha az alkalmazás geometriája eltérő nyomatékkar jellemzőket igényel (forrás: NSK Global; NTN csapágykatalógus 2203E).

vs Deep Groove golyóscsapágy

A mélyhornyú golyóscsapágy mindkét gyűrűjén szimmetrikus futóhorony található, amely lehetővé teszi, hogy mindkét irányban mérsékelt axiális terhelést támogasson, de a terhelési vonal lényegében sugárirányú marad kis axiális terheléseknél, és a csapágynak nincs meghatározott érintkezési szöge. Alacsony vagy közepes kombinált terhelések esetén nagy fordulatszámon a mélyhornyú csapágy gyakran gazdaságosabb, és nagyobb névleges fordulatszámot ér el, mint egy azonos méretű szögérintkező csapágy. A mélyhornyú csapágyak azonban nem tudják biztosítani a tengely merev axiális pozicionálását, amelyet egy szögérintkező csapágy biztosít, és nem alkalmasak olyan alkalmazásokra, ahol a nyomatéki terheléseknek ellenállni kell, vagy ahol a pontos axiális merevség a rendszer kialakításának része (forrás: brkbearings.com).

vs kúpgörgős csapágy

A kúpgörgős csapágy nagyobb radiális és axiális terhelést hordoz, mint az azonos furatméretű szögérintkező golyóscsapágy, mivel a görgők és a futópályák közötti vonalérintkező nagyobb területen osztja el a terhelést, csökkentve az érintkezési csúcsfeszültséget. A kúpgörgős csapágyak azonban precíz axiális előfeszítést igényelnek az összeszerelés során, a görgővég-karima csúszósúrlódása miatt nagy sebességnél több hőt termelnek, és alacsonyabb a sebességhatáruk, mint a szögérintkező golyóscsapágyaké. Közepes sebességű alkalmazásoknál, ahol a mérsékelt kombinált terhelés és a kompakt geometria az elsődleges követelmény, a kétsoros szögérintkező golyóscsapágyakat általában előnyben részesítik a kúpgörgős csapágyakkal szemben.

Összehasonlító táblázat

Tipikus alkalmazások és ipari felhasználási esetek

A kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak megtalálhatók azokban az alkalmazásokban, amelyekben közös követelmény: kétirányú axiális kényszer egy kompakt térben, közepes és nagy sebességgel, ahol a nyomatékos terhelések vagy a kombinált terhelések nem elegendőek a mélyhornyos csapágyazáshoz.

Elektromos motorok és ventilátorok

Az elektromos motorok gyakran használnak kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyakat a hajtás véghelyzetében, ahol a szíjfeszességből, a spirális fogaskerekes tolóerőből vagy a ventilátorlapátterhelésből származó axiális erők kétirányú axiális terhelést hoznak létre az indítás-leállítás irányától függően. A kompakt egyegységes kialakítás leegyszerűsíti a motorház felépítését a kétcsapágyas elrendezéshez képest, és a szabványos 5200-as és 5300-as sorozat 25 fokos érintkezési szöge az ésszerű axiális merevség és a fordulatszám-besorolás kombinációját biztosítja a legtöbb indukciós motoros alkalmazáshoz. Az NSK a szivattyúkat, az elektromos motorokat és a fúvókat sorolja fel a csapágytípus elsődleges jellemzőiként (forrás: NSK Global Technical Library).

Szivattyúk és kompresszorok

A centrifugálszivattyúk olyan axiális tolóerőt hoznak létre, amely az áramlási sebesség és a nyomáskülönbség változásaival megfordítja az irányt, és ez a kétirányú axiális terhelés pontosan az a feltétel, amelyre a kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyakat tervezték. A 30 fokos érintkezési szögű csapágyat használó, nagy teljesítményű szivattyú-konstrukciók képesek a többlépcsős centrifugálszivattyúkra jellemző nagyobb axiális terhelések kezelésére, miközben a legtöbb szivattyú üzemi körülményeihez megfelelő fordulatszámot biztosítanak. A 2RS vagy ZZ jelölésű tömített és árnyékolt változatokat széles körben használják olyan szivattyúalkalmazásokban, ahol a csapágyüreg nem hozzáférhető az időszakos utánkenéshez.

Sebességváltók és hajtóművek

A spirális fogaskerekek a fogterhelés egy axiális komponensét állítják elő, amely a tengely tengelye mentén hat, és ennek a tolóerőnek az iránya megfordul a fogaskerék és a fogaskerék között, egy párban. A tengelyvégeken lévő kétsoros szögletes érintkező golyóscsapágyak mindkét irányban korlátozzák ezt a tolóerőt anélkül, hogy külön axiális csapágyhelyzetekre vagy további axiális előfeszítő elrendezésekre lenne szükség. Kompakt ipari sebességváltókban, ahol a házhossz minimalizálása a tervezési prioritás, az egyegységes kétsoros csapágy minden tengelyhelyzetben jelentős axiális burkolatot takarít meg a páros, egysoros elrendezéshez képest.

Szerszámgéporsók és precíziós berendezések

A CNC szerszámgépek orsói, különösen azok, amelyek a közepes fordulatszám-tartományban működnek, kétsoros szögérintkező golyóscsapágyakat használnak az orsó merev axiális és sugárirányú pozicionálása érdekében a tartóelem házához képest. A nyomatéki terhelés ellenállása különösen értékes ebben az alkalmazásban, mivel a szerszám csúcsára kifejtett forgácsolóerők az elülső csapágyhelyzetben olyan hajlítónyomatékot hoznak létre, amely elfogadhatatlan orsó-elhajlást okozna, ha szabványos mélyhornyú csapágyat használnának. A precíziós előfeszített kétsoros csapágyak a normálnál szűkebb belső hézaggal (C2 hézagosztály) a legmagasabb merevségi követelményekhez lettek meghatározva ebben az alkalmazási kategóriában.

Autóipari és mezőgazdasági berendezések

A mezőgazdasági gépek hajtóművei, a traktorok sebességváltói és egyes gépjármű-kiegészítők hajtásai kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyakat használnak olyan helyzetekben, ahol a kombinált radiális és axiális terheléseket nyomatékos alkatrészekkel egy kompakt, karbantartást nem igénylő tömített egységben kell kezelni. A ZZ árnyékolt vagy 2RS tömített változatok különösen alkalmasak ezekre az alkalmazásokra, mivel a szervizhez való hozzáférés jellemzően korlátozott, és a talajtól, terménytörmeléktől vagy útszemcséktől való szennyeződés elleni védelemre van szükség a több száz üzemórás szervizintervallum során.

Kenési követelmények és karbantartási intervallumok

A kenés a gördülőcsapágyak meghibásodásának egyetlen leggyakoribb kiváltó oka, és a kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyakra jellemző kenési követelmények megértése elengedhetetlen a várható élettartam eléréséhez bármilyen alkalmazásban.

Zsírkenés tömített és árnyékolt csapágyakhoz

A tömített 2RS és árnyékolt ZZ csapágyakat gyárilag a gyártás során zsírral töltik fel, és úgy tervezték, hogy normál üzemi körülmények között a tervezett élettartamuk alatt karbantartásmentesek legyenek. A zsírfeltöltési mennyiséget a gyártási szakaszban optimalizálják, hogy megfelelő kenést biztosítson túlzott kavargási veszteségek nélkül, amelyek hőt termelnének, és csökkentenék a zsír tényleges élettartamát. Ezeknek a csapágyaknak a cseréje várható élettartamuk végén általában költséghatékonyabb, mint a zsír utánpótlás megkísérlése, mivel a tömített vagy árnyékolt kialakítás nem könnyíti meg a zsírüreghez való hozzáférést a tömítési funkció veszélyeztetése nélkül.

Nyitott csapágyak kenése

A nyitott kétsoros ferde érintkező golyóscsapágyak külső zsírozást igényelnek. A csapágyüregben és a házban lévő zsírfeltöltési térfogatnak jellemzően a rendelkezésre álló szabad hely egyharmadát és felét kell kitöltenie; a túltöltés kavargó hőt okoz, ami felgyorsítja a zsír lebomlását és lerövidíti a csapágy élettartamát. Az NLGI 2. fokozatú konzisztenciájú lítium alapú vagy lítium komplex zsírok a legtöbb szabványos sebesség- és hőmérsékleti viszonyok között megfelelőek. Az olajkenésű kétsoros szögérintkezős csapágyak olajcsere-intervallumaira vonatkozó Schaeffler útmutatás az FVA 171. számú projektben hivatkozott meghatározott intervallumok követését, valamint az üzemi hőmérséklet és a szennyezettségi szint alapján történő beállítást javasolja (forrás: Schaeffler TPI 213).

Olajkenés nagy sebességű alkalmazásokhoz

Nagyobb sebességeknél, ahol a zsírkenés túlzott hőt termelne, a nyitott kétsoros szögérintkezős csapágyakat olajfürdővel, olajköddel vagy keringtető olajellátással lehet kenni. A külső hűtővel és szűrővel ellátott keringtető olaj az előnyben részesített módszer a legnagyobb fordulatszámú, nagy terhelésű alkalmazásokhoz, mint például a szerszámgépek orsóihoz és a nagy sebességű kompresszorokhoz, mivel egyszerre keni, hűti és eltávolítja a kopásálló szennyeződéseket a csapágyüregből.

Telepítési, ürítési és előtöltési útmutató

A névleges élettartam eléréséhez a helyes beszerelés ugyanolyan fontos, mint a helyes csapágyválasztás, különösen a kétsoros szögérintkező golyóscsapágyak esetében, amelyeket megfelelő illesztésekkel és axiális pozicionálással kell beszerelni.

A tengely és a ház illeszkedik

A kétsoros szögérintkezős golyóscsapágy belső gyűrűjét jellemzően ütköző illesztéssel szerelik fel a tengelyre, amikor a belső gyűrű a terhelés irányához képest elfordul, ami a forgó gépeknél a leggyakoribb konfiguráció. Az interferencia illesztés biztosítja, hogy a gyűrű ne kúszzon a tengely felületén a forgó terhelés hatására, ami a tengely kopását okozza és hőt termel. A külső gyűrűt jellemzően fényinterferenciával vagy átmeneti illesztéssel szerelik a házba. Az interferencia nagyságát az ISO 286 illeszkedési tűréstáblázatai határozzák meg, és a csapágyméret, a forgási sebesség és a terhelés nagysága alapján választják ki; nagyobb csapágyak és nagyobb terhelések szorosabb illeszkedést igényelnek, hogy megakadályozzák a terhelés alatti kúszást.

Belső hézag kiválasztása

A kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak több belső hézagcsoportban is kaphatók: C2 (a normálnál kisebb), CN (normál, az alapértelmezett, ha nincs megadva hézag utótag), C3 (nagyobb a normálnál) és C4 (még nagyobb). A helyes hézagcsoport a tengely és a ház illesztésétől és a várható üzemi hőmérséklettől függ. A tengelyen lévő interferencia illesztés csökkenti a belső hézagot a beszerelés után, így a szerelés előtt a normál hézagot mérő csapágy nulla hézaggal vagy enyhe előterheléssel működhet a szerelés után. Ha az üzemi hőmérséklet hatására a tengely gyorsabban tágul, mint a ház, akkor működés közben további hézagcsökkenés következik be. Azoknál az alkalmazásoknál, ahol a tengely lényegesen melegebb, mint a ház, a C3 vagy C4 indítóhézag kompenzálja ezt a hőtágulási különbséget, és megakadályozza, hogy a csapágy túlzott előterhelés mellett működjön (forrás: NTN csapágykatalógus 2203E).

Előtöltési szempontok

A könnyű előfeszítés, ahol a csapágy nulla belső hézaggal vagy nagyon kis rugalmas alakváltozással működik a két sor között, növeli a csapágyhelyzet radiális és axiális merevségét, valamint csökkenti a rezgést és a zajt ingadozó terhelések esetén. A szerszámgépek orsócsapágyait általában előfeszítik a pozicionálási pontosság javítása érdekében. A túlzott előfeszítés hőt termel és növeli a fáradási feszültséget, lerövidítve az élettartamot, ezért az előfeszítést gondosan meg kell határozni és ellenőrizni kell az összeszerelés során axiális előfeszítő erő vagy indító nyomaték mérésével.

Hibaüzemmódok és állapotfigyelés

A kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak meghibásodási módjainak megértése lehetővé teszi a karbantartó mérnökök számára, hogy időben észleljék a romlást, és megtervezzék a csapágycserét, mielőtt a katasztrofális meghibásodás másodlagos károsodást okozna a tengelyben, a házban vagy a gépben.

Fáradtság Spalling

A gördülési kontaktus kifáradása felszín alatti repedéseket okoz a futópályán vagy a golyós anyagban, amelyek a felszínre terjednek, és végül az anyag elszakadását okozzák, és repedést vagy gödröt okoznak. A Spalling jellegzetes nagyfrekvenciás rezgésaláírást hoz létre, amely gyorsulásmérő alapú rezgésfigyeléssel észlelhető a csapágyhiba-frekvencia elemzéssel. A külső gyűrű, a belső gyűrű és a golyók jellemző hibafrekvenciái a csapágy geometriájától és forgási sebességétől függenek, és ezek a frekvenciák a szabványos csapágygeometriai paraméterekből számíthatók ki az ISO 15243-ban és a kapcsolódó szabványokban meghatározott egyenletek segítségével.

Szennyezés és kopás

A kenőanyagban lévő részecskék szennyeződése háromtestű kopást okoz a gördülő érintkezőknél, ami fokozatosan érdesíti a futópálya felületét, növeli a vibrációt és a zajt, és végül olyan kopórészecskéket vezet be, amelyek felgyorsítják a károsodási ciklust. A tömített és árnyékolt kétsoros csapágyak lényegesen jobb védelmet nyújtanak a szennyeződések ellen, mint a nyitott csapágyak a legtöbb ipari környezetben, és ez az egyik elsődleges oka annak, hogy a 2RS és ZZ változatokat előnyben részesítik a nyitott csapágyakkal szemben, ahol a működési környezet por, forgács vagy technológiai folyadék behatolási kockázatával jár.

Kenési hiba

A nem elegendő kenőanyag, az elhasználódott kenőanyag vagy a nem megfelelő típusú kenőanyag fém-fém érintkezést okoz a gördülési felületeken, ami gyors hőmérséklet-emelkedést, ragasztókopást, a labda és a futópálya felületeinek elkenődését és esetleges beragadását idézi elő. A tömített és árnyékolt csapágyaknál a kenés meghibásodása jellemzően a csapágy tervezett élettartamának végén vagy annak közelében következik be, amikor a gyárilag feltöltött zsír hő- és mechanikai károsodás miatt lebomlik. A korai felismerés a csapágyház hőmérsékletének figyelésével vagy az időszakos vibrációs jelek elemzésével lehetővé teszi, hogy a cserét a meghibásodás előtt tervezzék meg, nem pedig azt követően.