Jak zpracovávají ložiska s jednou řadou kuličkami nárazů?

Ložiska s jednou řadou kuliček jsou navržena tak, aby zvládla kombinaci axiálního, radiálního a naklápěcího zatížení momentu, ale jejich schopnost zvládnout nárazové zatížení (náhlé síly vysoké zvýšení) je ovlivněna několika faktory. Zatížení nárazů může vzniknout z dopadů, rychlých změn zátěže nebo dynamických podmínek a jejich efektivně je vyžaduje konkrétní návrhové úvahy.

1. Výběr materiálu a tepelné zpracování
Materiály s vysokou pevností: Jednosměrná míčová ložiska jsou obvykle vyrobeny z vysoce pevné oceli, jako je 50mn nebo 42CRMO, která byla speciálně ošetřena tak, aby se zvýšila jeho houževnatost a odolnost vůči dopadu. Tyto materiály jsou vybírány tak, aby absorbovaly a rozptýlily energii z nárazů bez praskání nebo deformace.

Hardingové pouzdro: Mnoho zabudovacích ložisek podléhá tvrzení, které vytváří tvrdý vnější povrch pro odolnost proti opotřebení, přičemž si zachovává houževnatost v jádru. Tím je zajištěno, že ložisko může absorbovat náhlé dopady, aniž by utrpělo významné poškození.

2. Geometrie míče a závody
Zakřivené závody: Návrh závodníků (drážky, ve kterých se pohybují koule) v jednomístných míčových ložiscích je zásadní při řízení nárazů. Raceby jsou obvykle mírně zakřivené, což pomáhá distribuovat zátěž rovnoměrněji přes koule během náhlých dopadů. To snižuje šance na lokalizované koncentrace napětí, které by mohly vést k selhání ložiska.

Velká kontaktní plocha: V jednomřadovém míčovém zabití jsou koule v kontaktu s závodníky ve více bodech. Tato velká kontaktní oblast pomáhá distribuovat nárazové zatížení na širším povrchu, což snižuje riziko poškození ložiskových povrchů.

3. předběžné načtení a vnitřní clearance
Předběžné načtení: Na ložisko lze použít mírné předpětí, aby se odstranil jakoukoli vnitřní vůli. Tím je zajištěno, že koule jsou vždy v kontaktu s dráhami, což pomáhá snižovat výskyt mezer vyvolaných šokem, které by mohly umožnit proklouznutí nebo nerovnoměrné zatížení.

Ovládání vůle: Ovládáním vnitřní vůle mohou výrobci vyvážit schopnost ložiska zvládnout statická zatížení a dynamické nárazové zatížení. V některých případech může být nezbytné mírné množství vnitřní clearance, aby bylo možné ložisko absorbovat určitý náraz, aniž by vyvolalo nadměrné tření nebo opotřebení.

4. Specializovaná těsnění a mazání
Těsnění: Vysoce kvalitní těsnění jsou rozhodující při ochraně ložiska před kontaminanty (jako je nečistota, voda nebo prach), které by mohly zhoršit účinky nárazového zatížení. Těsnění pomáhají zajistit dlouhověkost a hladký provoz ložiska, a to i za drsných podmínek.

Mazání: Správné mazání je nezbytné pro správu nárazů, protože snižuje tření mezi koulemi a závodníky. Maziva také odpruhují šokové síly a rozptylují část nárazové energie a zabraňují předčasnému opotřebení.

5. Velikost a materiál míče
Velikost míče: Průměr kuliček v ložisku s jednou řadou koule je navržen tak, aby zajistil optimální rovnováhu mezi distribucí zátěže a manipulací s nárazem. Větší koule mohou absorbovat více šoků, ale mohou zvýšit tření, zatímco menší koule snižují tření, ale mohou být méně účinné při absorpci náhlých dopadů.

Kouzový materiál: Koule jsou obvykle vyrobeny z vysoce kvalitních materiálů, jako je chromová ocel nebo keramika, které nabízejí vynikající sílu a odolnost proti šokům. Zejména keramické koule jsou známé svou vysokou tvrdostí a vlastnostmi s nízkým třením, což z nich činí ideální pro manipulaci s dynamickými zatíženími.

6. Návrh vnějších a vnitřních prstenů
Tuhé vnější a vnitřní prsteny: Próny ložiska jsou navrženy tak, aby byly ztuhlé, což jim brání v ohýbání pod šokovým zatížením. Tím je zajištěno, že koule zůstávají správně v souladu s dráhami a udržují integritu ložiska i během náhlých změn zátěže.

Optimalizovaný povrch Raceway: Povrchy závodníků se často ošetřují, aby se zvýšila jejich tvrdost a hladkost, což snižuje pravděpodobnost poškození povrchu nebo opotřebení, když je podrobeno nákladům. To umožňuje ložisku udržovat jeho výkon i za náročných podmínek.

7. Distribuce zatížení prostřednictvím kapacity naklápěcího momentu
Manipulace s naklápěním naklápěcího momentu: Jednořadová ložiska s kuličkami jsou navržena tak, aby zvládla naklápěcí momenty (ohybové nebo kroucené síly), jakož i axiální a radiální zatížení. Geometrie koulí a závodníků pomáhá distribuovat naklápěcí moment rovnoměrněji přes ložisko, což je obzvláště důležité, když ložisko zažívá náhlé šokové síly, které by mohly vést k nesprávné vyrovnání nebo deformaci.

8. Funkce absorpce šoku
Funkce tlumení: Některé pokročilé vzory zabudovacích ložisek jsou vybaveny specifickými tlumicími prvky, jako jsou vnitřní mechanismy absorbující nárazy nebo gumové vložky, které pomáhají zmírnit účinky sil s vysokým dopadem.

Efferovací prvky: Některá ložiska zabití také používají vyrovnávací prvky mezi koulemi a závodníky ke snížení intenzity šoků, zejména v aplikacích jako

Jeřáby, rypadlo nebo těžké stroje, pokud jsou taková zatížení běžná.

9. Úpravy specifické pro aplikaci
Přizpůsobená ložiska: V některých případech mohou výrobci navrhnout přizpůsobená jednovátková ložiska koule s vylepšeným odolností proti nárazu. Tato ložiska mohou obsahovat silnější materiály, větší koule a optimalizovanou geometrii závodního závody, konkrétně přizpůsobené pro aplikace s vysokým dopadem, jako jsou mořské vybavení, zvedání jeřábů nebo těžební stroje.