Γιατί έχει σημασία η θερμική διαστολή για τα ρουλεμάν;

Όταν ένας άξονας θερμαίνεται κατά τη λειτουργία, διαστέλλεται αξονικά. Εάν και τα δύο ρουλεμάν είναι στερεωμένα αξονικά (τοποθετούμενα), η διαστολή δημιουργεί εσωτερική προφόρτιση, αυξάνοντας την τριβή και τη θερμοκρασία. Η σωστή τοποθέτηση/μη τοποθέτηση επιτρέπει τη θερμική ανάπτυξη χωρίς να καταστρέφονται τα ρουλεμάν.

Τι είναι μια διάταξη ρουλεμάν εντοπισμού/μη εντοπισμού;

Σε μια διάταξη τοποθέτησης/μη τοποθέτησης, το ένα ρουλεμάν είναι στερεωμένο αξονικά (τοποθετώντας) για να τοποθετήσει τον άξονα, ενώ το άλλο ρουλεμάν είναι ελεύθερο να ολισθαίνει αξονικά (μη τοποθετώντας) για να προσαρμόζεται στη θερμική διαστολή. Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη διάταξη.

Ποια τιμή CTE πρέπει να καταχωρίσω;

Χρησιμοποιήστε μέσο γραμμικό CTE για την ακριβή ποιότητα υλικού στο πραγματικό διάστημα θερμοκρασίας. Το CTE ποικίλλει με τη σύσταση και τη θερμοκρασία· οι γενικές τιμές οικογένειας υλικών είναι μόνο κατά προσέγγιση παραδείγματα.

Πόση διαστολή είναι τυπική;

Ένας χαλύβδινος άξονας 1 μέτρου με αύξηση θερμοκρασίας 50°C διαστέλλεται περίπου 0,6 mm. Αυτό μπορεί να φαίνεται μικρό, αλλά μπορεί να δημιουργήσει τεράστιες δυνάμεις εάν και οι δύο θέσεις των εδράνων είναι αξονικά στερεωμένες.

Η αξονική διαφορική διαστολή καθορίζει την εφαρμογή ή το διάκενο του εδράνου;

Όχι. Η αξονική επιμήκυνση βοηθά στη διαστασιολόγηση της χωρητικότητας αξονικής μετατόπισης. Η ακτινική εφαρμογή και το εσωτερικό διάκενο εδράνου απαιτούν τοπικές διαμέτρους, θερμοκρασίες δακτυλίου/έδρασης, ιδιότητες υλικού και την ακριβή διάταξη εδράνου.

Δωρεάν Εργαλείο Μηχανικής #054

Υπολογιστής θερμικής διαστολής ρουλεμάν

Υπολογίστε τις ξεχωριστές ομοιόμορφες αξονικές θερμικές μεταβολές του άξονα και του σώματος εδράνου και τη διαφορά τους με πρόσημο. Εισάγετε τα πραγματικά μήκη, τις μέσες τιμές CTE και τις μεταβολές θερμοκρασίας.

δ = L × α × ΔTΘέρμανση/Ψύξη με πρόσημοΧωρίς αυτόματη επιλογή εδράνου

Αποτελεσματικό μήκος άξονα L_s (mm)

Μεταβολή θερμοκρασίας άξονα ΔT_s (διαφορά K ή °C· με πρόσημο)

Μέση τιμή CTE άξονα α_s (μm/(m·K))

Αποτελεσματικό μήκος σώματος εδράνου L_h (mm)

Μεταβολή θερμοκρασίας σώματος εδράνου ΔT_h (διαφορά K ή °C· με πρόσημο)

Μέση τιμή CTE σώματος εδράνου α_h (μm/(m·K))

Εκτίμηση ομοιόμορφης θερμοκρασίας: χρησιμοποιήστε τη μέση τιμή CTE σε κάθε πραγματικό διάστημα θερμοκρασίας. Για βαθμίδες θερμοκρασίας ή περιορισμένες κατασκευές, ολοκληρώστε την θερμική παραμόρφωση ή χρησιμοποιήστε ένα θερμομηχανικό μοντέλο.

Αποτελέσματα

Αξονική διαστολή άξονα δ_shaft

—

Αξονική διαστολή περιβλήματος δ_housing

—

Διαφορική διαστολή

—

Τύπος θερμικής διαστολής

L — αποτελεσματικό αρχικό μήκος (mm)
α — μέση γραμμική τιμή CTE στο αναφερόμενο διάστημα (μm/(m·K), αριθμητικά ×10⁻⁶/K)
ΔT — μεταβολή θερμοκρασίας με πρόσημο από την κατάσταση αναφοράς (διαφορά K ή °C)

Εισαγωγή CTE

Το CTE εξαρτάται από την ποιότητα του υλικού και τη θερμοκρασία. Αποκτήστε μια μέση τιμή στο πραγματικό διάστημα από ελεγχόμενα δεδομένα υλικού αντί να επιλέξετε μια ευρεία ετικέτα οικογένειας υλικού.

Διάταξη σταθερού / ελεύθερου ρουλεμάν

ℹ️ Μια στήριξη τοποθέτησης/μη τοποθέτησης μπορεί να απορροφήσει την αξονική μετατόπιση από τη σχετική θερμική διαστολή άξονα/σώματος εδράνου, αλλά η απαιτούμενη διαδρομή και ο τύπος εδράνου πρέπει να επιλεγούν από τα φορτία της πλήρους διάταξης, τις συναρμογές, τις ανοχές και τα δεδομένα του κατασκευαστή.

Η ελεύθερη αξονικά στήριξη πρέπει να επιτρέπει τη σχετική αξονική μεταβολή, επομένως τα μήκη, οι θερμοκρασίες και οι CTE μπορεί να διαφέρουν.

Χρησιμοποιήστε τον μέσο γραμμικό CTE για τη συγκεκριμένη ποιότητα υλικού στο πραγματικό διάστημα θερμοκρασιών· ο CTE μεταβάλλεται με τη θερμοκρασία και τη σύσταση.

Ναι. Αρνητική ΔT αντιστοιχεί σε ψύξη και προκαλεί συστολή.

Όχι. Παρουσιάζει μόνο την αξονική μεταβολή μήκους με πρόσημο. Η επιλογή διάταξης απαιτεί φορτία, συναρμογές, ανοχές, διαθέσιμη διαδρομή και δεδομένα του κατασκευαστή.

Όχι. Για την ακτινική συναρμογή και το εσωτερικό διάκενο απαιτούνται οι τοπικές διάμετροι, οι θερμοκρασίες δακτυλίων/εδρών συναρμογής και η ακριβής γεωμετρία του εδράνου.

Οι διαδικασίες που περιγράφονται σε αυτή τη σελίδα αναπτύχθηκαν και δοκιμάστηκαν επιτόπου από την ομάδα της Vibromera με χρήση του Balanset-1A, ενός φορητού δικάναλου ζυγοσταθμιστή και αναλυτή δονήσεων για επιτόπια ζυγοστάθμιση ρότορα.