Πώς να επιλέξετε ένα ρουλεμάν

Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι ρουλεμάν που διατίθενται σήμερα με πολύ λίγες πληροφορίες για τις διαφορές μεταξύ τους.Ίσως έχετε αναρωτηθεί "ποιο ρουλεμάν θα είναι καλύτερο για την εφαρμογή σας;"Ή "πώς επιλέγω ένα ρουλεμάν;"Αυτό το άρθρο θα σας βοηθήσει να απαντήσετε σε αυτές τις ερωτήσεις.
Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να γνωρίζετε ότι τα περισσότερα ρουλεμάν με στοιχείο κύλισης χωρίζονται σε δύο μεγάλες ομάδες:

Ένσφαιρα ρουλεμάν
Ρουλεμάν κυλίνδρων
Μέσα σε αυτές τις ομάδες, υπάρχουν υποκατηγορίες ρουλεμάν που έχουν μοναδικά χαρακτηριστικά ή βελτιστοποιημένα σχέδια για τη βελτίωση της απόδοσης.
Σε αυτό το άρθρο, θα καλύψουμε τα τέσσερα πράγματα που πρέπει να γνωρίζετε για την εφαρμογή σας προκειμένου να επιλέξετε τον σωστό τύπο ρουλεμάν.

Βρείτε το φέρον φορτίο και την ικανότητα φόρτωσης
Τα φέροντα φορτία ορίζονται γενικά ως η δύναμη αντίδρασης που ασκεί ένα εξάρτημα σε ένα ρουλεμάν όταν χρησιμοποιείται.
Όταν επιλέγετε το σωστό ρουλεμάν για την εφαρμογή σας, πρώτα θα πρέπει να βρείτε την ικανότητα φόρτωσης του ρουλεμάν.Η χωρητικότητα φορτίου είναι η ποσότητα του φορτίου που μπορεί να αντέξει ένα ρουλεμάν και είναι ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες κατά την επιλογή ενός ρουλεμάν.
Τα φέροντα φορτία μπορεί να είναι είτε αξονικά (ώθησης), ακτινικά ή συνδυαστικά.
Ένα αξονικό (ή ωστικό) φέρον φορτίο είναι όταν η δύναμη είναι παράλληλη προς τον άξονα του άξονα.
Ακτινικό φέρον φορτίο είναι όταν η δύναμη είναι κάθετη στον άξονα.Τότε ένα συνδυασμένο φέρον φορτίο είναι όταν παράλληλες και κάθετες δυνάμεις παράγουν μια γωνιακή δύναμη σε σχέση με τον άξονα.

Πώς τα ρουλεμάν κατανέμουν τα φορτία
Τα ρουλεμάν είναι σχεδιασμένα με σφαιρικές σφαίρες και μπορούν να κατανέμουν τα φορτία σε μια επιφάνεια μεσαίου μεγέθους.Τείνουν να λειτουργούν καλύτερα για μικρού έως μεσαίου μεγέθους φορτία, κατανέμοντας τα φορτία μέσω ενός μόνο σημείου επαφής.
Παρακάτω είναι μια γρήγορη αναφορά για τον τύπο του φορτίου ρουλεμάν και το καλύτερο ρουλεμάν για την εργασία:
Ακτινικά (κάθετα στον άξονα) και ελαφρά φορτία: Επιλέξτε ακτινικά ρουλεμάν (γνωστά και ως ρουλεμάν βαθιάς αυλάκωσης).Τα ακτινικά ρουλεμάν είναι μερικοί από τους πιο συνηθισμένους τύπους ρουλεμάν στην αγορά.
Αξονικά φορτία (ώθησης) (παράλληλα με τον άξονα): Επιλέξτε ρουλεμάν ώθησης
Συνδυασμένα, ακτινικά και αξονικά φορτία: Επιλέξτε ένα γωνιακό ρουλεμάν επαφής.Οι μπάλες έρχονται σε επαφή με τον αυτοκινητόδρομο υπό γωνία που υποστηρίζει καλύτερα συνδυαστικά φορτία.
Ρουλεμάν κυλίνδρων & Φορτίο ρουλεμάν
Τα ρουλεμάν κυλίνδρων είναι σχεδιασμένα με κυλινδρικούς κυλίνδρους που μπορούν να κατανέμουν τα φορτία σε μεγαλύτερη επιφάνεια από τα ρουλεμάν.Τείνουν να λειτουργούν καλύτερα για εφαρμογές μεγάλου φορτίου.

Ακολουθεί μια γρήγορη αναφορά για τον τύπο του φορτίου ρουλεμάν και το καλύτερο ρουλεμάν κυλίνδρων για την εργασία:
Ακτινικά φορτία (κάθετα στον άξονα): Επιλέξτε τυπικά κυλινδρικά ρουλεμάν
Αξονικά φορτία (ώσης) (παράλληλα με τον άξονα): Επιλέξτε κυλινδρικά ρουλεμάν ώσης
Συνδυασμένα, ακτινικά και αξονικά φορτία: Επιλέξτε ένα κωνικό ρουλεμάν κυλίνδρου
Ταχύτητες περιστροφής
Η ταχύτητα περιστροφής της εφαρμογής σας είναι ο επόμενος παράγοντας που πρέπει να προσέξετε όταν επιλέγετε ένα ρουλεμάν.
Εάν η εφαρμογή σας θα λειτουργεί με υψηλές ταχύτητες περιστροφής, τότε τα ρουλεμάν είναι συνήθως η προτιμώμενη επιλογή.Αποδίδουν καλύτερα σε υψηλότερες ταχύτητες και προσφέρουν υψηλότερο εύρος στροφών από τα ρουλεμάν κυλίνδρων.
Ένας λόγος είναι ότι η επαφή μεταξύ του στοιχείου κύλισης και των διαδρόμων σε ένα ρουλεμάν είναι ένα σημείο αντί για μια γραμμή επαφής, όπως στα ρουλεμάν κυλίνδρων.Επειδή τα στοιχεία κύλισης πιέζουν μέσα στο διάδρομο καθώς κυλούν στην επιφάνεια, υπάρχει πολύ λιγότερη παραμόρφωση της επιφάνειας στα σημειακά φορτία από τα ρουλεμάν.

Φυγόκεντρη δύναμη και ρουλεμάν
Ένας άλλος λόγος που ένα ρουλεμάν είναι καλύτερο για εφαρμογές υψηλής ταχύτητας είναι λόγω των φυγόκεντρων δυνάμεων.Η φυγόκεντρος δύναμη ορίζεται ως η δύναμη που ωθεί προς τα έξω ένα σώμα που κινείται γύρω από ένα κέντρο και προκύπτει από την αδράνεια του σώματος.
Η φυγόκεντρος δύναμη είναι ο κύριος περιοριστικός παράγοντας για την ταχύτητα ρουλεμάν επειδή μετατρέπεται σε ακτινικά και αξονικά φορτία σε ένα ρουλεμάν.Δεδομένου ότι τα ρουλεμάν κυλίνδρων έχουν μεγαλύτερη μάζα από ένα ρουλεμάν κυλίνδρων, το ρουλεμάν κυλίνδρου θα παράγει υψηλότερη φυγόκεντρη δύναμη από ένα ρουλεμάν του ίδιου μεγέθους.

Μειώστε τη φυγόκεντρη δύναμη με υλικό κεραμικών σφαιρών
Μερικές φορές η ταχύτητα μιας εφαρμογής είναι πάνω από την ονομαστική ταχύτητα ενός ρουλεμάν.
Εάν συμβεί αυτό, μια απλή και κοινή λύση είναι να αλλάξετε το υλικό του ρουλεμάν από χάλυβα σε κεραμικό.Αυτό διατηρεί το μέγεθος του ρουλεμάν το ίδιο, αλλά προσφέρει περίπου 25% υψηλότερη βαθμολογία ταχύτητας.Δεδομένου ότι το κεραμικό υλικό είναι ελαφρύτερο από το χάλυβα, οι κεραμικές μπάλες παράγουν λιγότερη φυγόκεντρη δύναμη για οποιαδήποτε δεδομένη ταχύτητα.

Οι εφαρμογές υψηλής ταχύτητας λειτουργούν καλύτερα με γωνιακά ρουλεμάν επαφής
Τα ρουλεμάν γωνιακής επαφής είναι η καλύτερη επιλογή ρουλεμάν για εφαρμογές υψηλής ταχύτητας.Ένας λόγος είναι ότι οι μπάλες είναι μικρότερες και οι μικρότερες μπάλες ζυγίζουν λιγότερο και παράγουν λιγότερη φυγόκεντρη δύναμη όταν περιστρέφονται.Τα ρουλεμάν γωνιακής επαφής έχουν επίσης ενσωματωμένη προφόρτιση στα ρουλεμάν που λειτουργεί με φυγόκεντρες δυνάμεις για να κυλήσει σωστά τις σφαίρες στο ρουλεμάν.
Εάν σχεδιάζετε μια εφαρμογή υψηλής ταχύτητας, τότε θα θέλετε ένα ρουλεμάν υψηλής ακρίβειας, συνήθως στην κατηγορία ακριβείας ABEC 7.
Ένα ρουλεμάν χαμηλότερης ακρίβειας έχει περισσότερες διαστάσεις "περιφερειακό χώρο" όταν κατασκευάζεται από ένα ρουλεμάν υψηλής ακρίβειας.Ως εκ τούτου, όταν το ρουλεμάν χρησιμοποιείται σε υψηλές ταχύτητες, οι σφαίρες κυλούν γρήγορα πάνω από τον αγωγό ρουλεμάν με λιγότερη αξιοπιστία που μπορεί να οδηγήσει σε αστοχία του ρουλεμάν.
Τα ρουλεμάν υψηλής ακρίβειας κατασκευάζονται με αυστηρά πρότυπα και έχουν πολύ μικρή απόκλιση από τις προδιαγραφές όταν παράγονται.Τα ρουλεμάν υψηλής ακρίβειας είναι αξιόπιστα για εφαρμογές που προχωρούν γρήγορα επειδή εξασφαλίζουν καλή αλληλεπίδραση με μπάλα και πίστα.

Ρουλεμάν Runout & Rigidity
Η εκροή ρουλεμάν είναι η ποσότητα που περιστρέφεται ένας άξονας από το γεωμετρικό του κέντρο καθώς περιστρέφεται.Ορισμένες εφαρμογές, όπως οι άξονες εργαλείων κοπής, επιτρέπουν μόνο μια μικρή απόκλιση στα περιστρεφόμενα εξαρτήματά του.
Εάν σχεδιάζετε μια εφαρμογή όπως αυτή, τότε επιλέξτε ένα ρουλεμάν υψηλής ακρίβειας, επειδή θα δημιουργήσει μικρότερες εκκενώσεις του συστήματος λόγω των στενών ανοχών στις οποίες κατασκευάστηκε το ρουλεμάν.
Η ακαμψία του ρουλεμάν είναι η αντίσταση στη δύναμη που προκαλεί την απόκλιση του άξονα από τον άξονά του και παίζει βασικό ρόλο στην ελαχιστοποίηση της διαρροής του άξονα.Η ακαμψία του ρουλεμάν προέρχεται από την αλληλεπίδραση του στοιχείου κύλισης με τον αυτοκινητόδρομο.Όσο περισσότερο πιέζεται το στοιχείο κύλισης μέσα στο αυλάκι, προκαλώντας ελαστική παραμόρφωση, τόσο μεγαλύτερη είναι η ακαμψία.

Η ακαμψία του ρουλεμάν συνήθως κατηγοριοποιείται από:
Αξονική ακαμψία
Ακτινική ακαμψία
Όσο μεγαλύτερη είναι η ακαμψία του ρουλεμάν, τόσο περισσότερη δύναμη απαιτείται για την κίνηση του άξονα όταν χρησιμοποιείται.
Ας δούμε πώς λειτουργεί με ρουλεμάν γωνιακής επαφής ακριβείας.Αυτά τα ρουλεμάν έρχονται συνήθως με μια κατασκευασμένη μετατόπιση μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού αυτοκινητόδρομου.Όταν εγκατασταθούν τα ρουλεμάν γωνιακής επαφής, αφαιρείται η μετατόπιση, η οποία αναγκάζει τις μπάλες να πιέζουν μέσα στον αγωγό χωρίς εξωτερική δύναμη εφαρμογής.Αυτό ονομάζεται προφόρτιση και η διαδικασία αυξάνει την ακαμψία του ρουλεμάν ακόμη και πριν το ρουλεμάν δει δυνάμεις εφαρμογής.

Λίπανση ρουλεμάν
Η γνώση των αναγκών σας για λίπανση των ρουλεμάν είναι σημαντική για την επιλογή των σωστών ρουλεμάν και πρέπει να ληφθεί υπόψη νωρίς σε ένα σχεδιασμό εφαρμογής.Η ακατάλληλη λίπανση είναι μια από τις πιο κοινές αιτίες αστοχίας ρουλεμάν.
Η λίπανση δημιουργεί ένα φιλμ λαδιού μεταξύ του στοιχείου κύλισης και της αυλάκωσης του ρουλεμάν που βοηθά στην αποφυγή τριβής και υπερθέρμανσης.
Ο πιο συνηθισμένος τύπος λίπανσης είναι το γράσο, το οποίο αποτελείται από ένα λάδι με πηκτικό.Το πηκτικό διατηρεί το λάδι στη θέση του, έτσι δεν θα φύγει από το ρουλεμάν.Καθώς η σφαίρα (ρουλεμάν ρουλεμάν) ή ο κύλινδρος (ρουλεμάν κυλίνδρων) κυλά πάνω από το γράσο, το πηκτικό διαχωρίζεται αφήνοντας μόνο τη μεμβράνη λαδιού μεταξύ του στοιχείου κύλισης και της διόδου του ρουλεμάν.Αφού περάσει το στοιχείο κύλισης, το λάδι και το πηκτικό ενώνονται ξανά μεταξύ τους.
Για εφαρμογές υψηλής ταχύτητας, είναι σημαντικό να γνωρίζετε την ταχύτητα με την οποία το λάδι και το παχυντικό μπορούν να διαχωριστούν και να επανασυνδεθούν.Αυτό ονομάζεται τιμή εφαρμογής ή ρουλεμάν n*dm.
Πριν επιλέξετε ένα γράσο, πρέπει να βρείτε την τιμή ndm της εφαρμογής σας.Για να το κάνετε αυτό πολλαπλασιάστε τις στροφές ανά λεπτό των εφαρμογών σας με τη διάμετρο του κέντρου των σφαιρών στο ρουλεμάν (dm).Συγκρίνετε την τιμή ndm με τη μέγιστη τιμή ταχύτητας του γράσου, που βρίσκεται στο φύλλο δεδομένων.
Εάν η τιμή n*dm είναι υψηλότερη από την τιμή μέγιστης ταχύτητας γράσου στο φύλλο δεδομένων, τότε το γράσο δεν θα μπορεί να παρέχει επαρκή λίπανση και θα προκύψει πρόωρη αστοχία.
Μια άλλη επιλογή λίπανσης για εφαρμογές υψηλής ταχύτητας είναι τα συστήματα ομίχλης λαδιού που αναμειγνύουν λάδι με πεπιεσμένο αέρα και στη συνέχεια το εγχέουν στον αγωγό ρουλεμάν σε μετρημένα διαστήματα.Αυτή η επιλογή είναι πιο δαπανηρή από τη λίπανση με γράσο, επειδή απαιτεί εξωτερικό σύστημα ανάμειξης και μέτρησης και φιλτραρισμένο πεπιεσμένο αέρα.Ωστόσο, τα συστήματα ομίχλης λαδιού επιτρέπουν στα ρουλεμάν να λειτουργούν σε υψηλότερες ταχύτητες ενώ παράγουν μικρότερη ποσότητα θερμότητας από τα ρουλεμάν με γράσο.
Για εφαρμογές χαμηλότερης ταχύτητας είναι συνηθισμένο ένα λουτρό λαδιού.Ένα λουτρό λαδιού είναι όταν ένα τμήμα του ρουλεμάν είναι βυθισμένο σε λάδι.Για ρουλεμάν που θα λειτουργούν σε ακραία περιβάλλοντα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ξηρό λιπαντικό αντί για λιπαντικό με βάση το πετρέλαιο, αλλά η διάρκεια ζωής του ρουλεμάν συνήθως μειώνεται λόγω της φύσης της διάσπασης της μεμβράνης του λιπαντικού με την πάροδο του χρόνου.Υπάρχουν μερικοί άλλοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή ενός λιπαντικού για την εφαρμογή σας, ανατρέξτε στο αναλυτικό άρθρο μας «Όλα όσα πρέπει να ξέρετε για τη λίπανση ρουλεμάν.

Περίληψη: Πώς να επιλέξετε ένα ρουλεμάν
Πώς να επιλέξετε το σωστό ρουλεμάν για την εφαρμογή σας:

Βρείτε το φέρον φορτίο και την ικανότητα φόρτωσης
Πρώτα, μάθετε τον τύπο και την ποσότητα του φέροντος φορτίου που θα τοποθετήσει η εφαρμογή σας στο ρουλεμάν.Τα μικρού έως μεσαίου μεγέθους φορτία συνήθως λειτουργούν καλύτερα με ρουλεμάν.Οι εφαρμογές βαρέως φορτίου συνήθως λειτουργούν καλύτερα με ρουλεμάν κυλίνδρων.

Γνωρίστε την ταχύτητα περιστροφής της εφαρμογής σας
Προσδιορίστε την ταχύτητα περιστροφής της εφαρμογής σας.Οι υψηλές ταχύτητες (RPM) συνήθως λειτουργούν καλύτερα με ρουλεμάν και οι χαμηλότερες ταχύτητες συνήθως λειτουργούν καλύτερα με ρουλεμάν κυλίνδρων.

Συντελεστής στην απορροή και την ακαμψία ρουλεμάν
Θέλετε επίσης να καθορίσετε τι είδους runout θα επιτρέπει η εφαρμογή σας.Εάν η εφαρμογή επιτρέπει μόνο μικρές αποκλίσεις, τότε ένα ρουλεμάν είναι πιθανότατα η καλύτερη επιλογή σας.

Βρείτε τη σωστή λίπανση για τις ανάγκες των ρουλεμάν σας
Για εφαρμογές υψηλής ταχύτητας, υπολογίστε την τιμή n*dm και εάν είναι υψηλότερη από τη μέγιστη ταχύτητα γράσου, τότε το γράσο δεν θα μπορεί να παρέχει επαρκή λίπανση.Υπάρχουν και άλλες επιλογές όπως η ομίχλη λαδιού.Για εφαρμογές χαμηλής ταχύτητας, ένα λουτρό λαδιού είναι μια καλή επιλογή.
Ερωτήσεις;Οι επιτόπιοι μηχανικοί μας θα ήθελαν να επικοινωνήσουν μαζί σας και να σας βοηθήσουν να επιλέξετε το καλύτερο ρουλεμάν για την εφαρμογή σας.