Подшипниктің алдын ала жүктемесін түсіну
Подшипниктің алдын ала жүктемесі — алдын ала жүктеу немесе бастапқы жүктеме деп те аталады — ішкі саңылауды жою үшін подшипникке әдейі қолданылатын бақыланатын қысымдық жүктеме clearance және домалайтын элементтер мен жүгірістер арасында аздап кернеу жасайды. Барлық жұмыс жағдайларында домалайтын элементтердің жүгірістермен үздіксіз жанасуын қамтамасыз ете отырып, алдын ала күктеме болмаса болатын ішкі ойыстықты жояды, нәтижесінде жүктемені жақсырақ таратуға және үлкен кедергіге ие, қатаңырақ, дәлірек мойынтірек жүйесі қалыптасады. vibration. Бұл қосымша жоғары қаттылықты, біліктің дәл орналасуын немесе айнымалы немесе тербелмелі жүктемелер кезінде тегіс жұмысты талап ететін жерде өте маңызды болып табылады және алдын алу мақсатында металл кесетін станоктардың шпиндельдерінде, дәл аспаптарда және жоғары жылдамдықты машиналарда стандартты тәжірибе болып есептеледі. instability is critical.
1. Анықтама: Ойыстықты Қаттылыққа айналдыру
Домалайтын элементтері бар мойынтіректердің көпшілігі орнатылуы және майлануы үшін аздап ішкі ойыстықпен дайындалады. Бұл ойыстық жинау үшін пайдалы, бірақ дәлдік үшін зиянды: ол домалайтын элементтер жүктемені қабылдамастан бұрын білікке аздап иілуге мүмкіндік береді және жеңіл жүктелген элементтердің домаламай сырғып кетуіне жол ашады. Алдын ала күктеме мұны әдейі өзгертеді — ол жүгірістерді бір-біріне итереді (немесе радиалды бағытта қысады), ойыстық жойылғанша және сыртқы жүктеме түспестен бұрын әр элементте белгіленген жанасу күші пайда болғанша. Іс жүзінде алдын ала күктеме аздап артық үйкеліс пен жылу есебінен айтарлықтай stiffness және орналасу дәлдігіне жетеді.
2. Мақсаты және артықшылықтары
1. Қаттылықтың жоғарылауы
Бұл алдын ала күктеменің негізгі артықшылығы:
- Жүктеме кезінде иілуге жол ашатын ойыстықты жояды.
- Барлық домалайтын элементтердің жанасуда болуын қамтамасыз етіп, жүктемені толық жиынтық бойынша бөледі.
- Алдын ала күктемесіз мойынтіректермен салыстырғанда мойынтірек қаттылығын шамамен 2–5 есе арттыруы мүмкін.
- Білікті иілуді азайтады және жалпы жүйе қаттылығын жақсартады.
2. Дәлдік пен нақтылықтың жақсаруы
- Eliminates shaft runout мойынтірек ойыстығынан туындайтын.
- Білікті дәл, қайталанатын орналасуды қамтамасыз етеді.
- Металл кесетін станоктар мен өлшеу аспаптары сияқты дәл машиналар үшін өте маңызды.
- Ойыстыққа байланысты соқтығысулардан туындайтын тербелісті азайтады.
3. Сырғып кетудің алдын алу
- Домалайтын элементтердің сырғымай шынымен домалауын қамтамасыз етеді.
- Жеңіл жүктемелер кезінде немесе жоғары жылдамдықта әсіресе маңызды.
- Сырғанау тез арада bearing wear және бет зақымдануына әкеледі.
- Алдын ала жүктеме таза домалау үшін жеткілікті жанасу күшін сақтайды.
4. Шуылды азайту
- Ішкі саңылаудан туындайтын дірілді жояды.
- Тыныш және біркелкі жұмысты қамтамасыз етеді.
- Персонал немесе сезімтал жабдық жанында пайдалы.
5. Тұрақтылықты арттыру
In rotor dynamics, алдын ала жүктеме тұрақтылыққа үлес қосады:
- Подшипниктің қаттылығының артуы сындық жылдамдықтар.
- It improves damping characteristics.
- Подшипниктен туындайтын тұрақсыздықтардың алдын алуға көмектеседі.
- Сыртқы вибрацияға сезімталдықты төмендетеді.
3. Алдын ала жүктеме түрлері
1. Тұрақты (қатаң) алдын ала жүктеме
Температура мен жылдамдықтан тәуелсіз тұрақты алдын ала жүктеме:
- Method: белгілі бір күйге орнатылған аралықтар, шайбалар немесе бекіткіш гайкалар.
- Characteristics: жоғары қаттылық және дәл бақылау.
- Limitations: температура артқанда ол өсуі мүмкін, бұл шамадан тыс жүктеме қаупін тудырады.
- Applications: металлкесу станоктарының шпинделдері және дәлдік жабдықтары.
2. Серіппелі (икемді) алдын ала жүктеме
Серіппелер ұстап тұратын алдын ала кернеу, жылулық компенсацияға мүмкіндік береді:
- Method: толқынды серіппелер, Белвиль шайбалары немесе спираль серіппелер.
- Characteristics: тиеуді арттырмастан жылулық кеңеюді қамтамасыз етеді.
- Advantages: температура өзгерісіне әлдеқайда төзімді.
- Applications: температура ауытқуы бар және дәлдікке жоғары талаптар қойылмайтын жабдық үшін.
4. Алдын ала кернеу әдістері
Осьтік алдын ала кернеу (ең кең тараған)
Бетпе-бет немесе арт-артқа орнату
- Бір-біріне қарама-қарсы орнатылған екі бұрыштық-контактілі мойынтіректер.
- Осьтік күш мойынтіректерді бір-біріне қарай итереді.
- Екі бағытта да осьтік саңылауды жояды.
- Станоктар мен жоғары дәлдікті қосымшалар үшін стандартты орналасу.
Реттелетін алдын ала кернеу
- Алдын ала кернеуді орнату үшін реттелетін бұранда бекіткіш немесе бұранда ұстағыш.
- Айналу моменті, осьтік күш немесе мойынтіректің температурасы жоғарылауымен тексеріледі.
- Жинау кезінде немесе техникалық қызмет көрсету кезінде орнатуға болады.
Radial preload
- Беттер мен білік немесе корпус арасындағы кіріктіру отырғызу радиалды қысымды тудырады.
- Домалайтын денелер беттер арасында радиалды бағытта қысылады.
- Осьтік алдын ала кернеуге қарағанда сирек қолданылады.
- Кейбір герметикалық мойынтіректерде және арнайы қосымшаларда қолданылады.
5. Алдын ала кернеу шамасын таңдау
Light preload
- Force: Мойынтіректің динамикалық жүктеме рейтингісінің 1–5%.
- Benefits: үйкелісті аз арттыра отырып, қаттылықты жақсарту.
- Applications: жалпы дәлдіктегі машиналар мен жабдықтар.
Medium preload
- Force: динамикалық рейтингтің 5–10%.
- Benefits: жоғары қаттылық және жақсы дәлдік.
- Applications: станок шпинделдері және дәлдікті жетектер.
Heavy preload
- Force: динамикалық рейтингтің 10–20%.
- Benefits: максималды қаттылық пен тұрақтылық.
- Limitations: жоғары үйкеліс, жылу бөлінуі және қызмет мерзімінің қысқаруы.
- Applications: өте жоғары дәлдік және төмен жылдамдықтағы, жоғары қаттылық талаптары.
Нақты мән мойынтіректің номиналды сыйымдылығына байланысты болғандықтан, алдын ала кернеуді анықтамас бұрын осы рейтингті білген жөн; мысалы, мойынтірек L10 қызмет мерзімін есептегіш (ISO 281) динамикалық жүктеме рейтингі мен күтілетін қызмет мерзімін бағалауға мүмкіндік береді, сондықтан таңдалған алдын ала кернеу пайызының қызмет мерзіміне тигізер әсерін өлшеуге болады.
6. Кемшіліктер мен ымыраласулар
Үйкелістің және жылудың артуы
- Алдын ала кернеу байланыс жүктемелерін, демек үйкелісті арттырады.
- Жұмыс температурасы алдын ала кернеусіз мойынтіректерге қарағанда әдетте 5–20 °C жоғары болады.
- Жоғары температура майлаудың тозуын тездетеді.
- Жетілдірілген салқындату немесе lubrication may be needed.
Подшипниктің қызмет мерзімінің қысқаруы
- Алдын ала жүктеме жұмыс кезіндегі жүктемелерге қосылады.
- Подшипниктің қызмет мерзімін есептеу кезінде алдын ала жүктеменің әсерін ескеру қажет.
- Шамадан тыс алдын ала жүктеме қызмет мерзімін күрт қысқартуы мүмкін.
- Негізгі теңгерім: қаттылық пен дәлдіктің ұзақ мерзімді пайдаланумен арасындағы сауда.
Жылулық сезімталдық
- Температура көтерілген кезде дифференциалдық ұлғаю арқылы тіркелген алдын ала жүктеме артады.
- Бақыланбайтын жылулық ұлғаю подшипникті шамадан тыс жүктелуге алып келуі мүмкін.
- Серіппелі алдын ала жүктеме бұл жылулық өзгерістерді сіңіреді.
- Конструкция жұмыстың толық температуралық диапазонын ескеруі тиіс.
7. Қолданылу салалары
Алдын ала жүктеме қажет жерлер
- Металл кескіш станоктардың шпинделдері: дәлдік пен қаттылықты қажет ететін тегістеу, фрезерлеу және жону шпинделдері.
- Жоғары жылдамдықты жабдық: сырғуды және тұрақсыздықты болдырмау үшін.
- Дәлдік аспаптары: өлшеу жабдықтары мен оптикалық жүйелер.
- Тербелмелі жүктемелер: жүктеменің кері айналуы немесе өзгермелі жүктемесі бар қолданбалар.
- Moment loads: еңкейту моменттеріне ұшырайтын мойынтіректер.
Алдын ала кернеу ұсынылмайтын жағдайлар
- Жоғары температуралы жұмыс жағдайлары, мұнда жылулық шамадан тыс жүктеме қаупі бар.
- Өте жоғары жылдамдықтар, мұнда үйкеліс пен жылу басым рөл атқарады.
- Ауыр соққы жүктемелері.
- Мойынтіректің ұзақ қызмет мерзімі қаттылықтан маңызды болатын жағдайлар.
- Дәлдік шешуші маңызға ие емес жалпы өнеркәсіптік қолданбалар.
Алдын ала кернеудің диагностикалық маңызы да бар. Тозу нәтижесінде алдын ала кернеуін жоғалтқан немесе жылулық шамадан тыс жүктемеге ұшыраған шпиндель өзінің тербеліс сигнатурасын өзгертеді — көбінесе критикалық жылдамдықтарды ығыстырып немесе кең жолақты деңгейді арттырады — осылайша алдын ала кернеудің әсерлері ақаулық туындаудан әлдеқайда бұрын тербеліс талдаушысына байқалады. Мысалы, Балансет-1А шпиндельдің тербеліс спектрін вибрация спектрін және жалпы деңгейін жұмыс жылдамдығында өлшеп, салыстыру үшін baseline базалық өлшем нүктесін қалыптастырады, сол арқылы мойынтіректің алдын ала кернеуіндегі немесе жай-күйіндегі кез келген кейінгі өзгерісті трендтеуге болады — ал негізгі себеп unbalance мойынтіректерде емес екендігі анықталғанда, сол машинаның өзінде балансировка арқылы жойылады.
Мойынтіректің алдын ала кернеуі — мойынтірек жүйесінің жұмысын арттыруға арналған қуатты құрал: ол жоғары қаттылықты, жетілдірілген дәлдікті және сырғанауға мен тұрақсыздыққа қарсы қорғауды қамтамасыз етеді. Алайда оны абайлап таңдаған жөн, өйткені қосымша үйкеліс, жылу шығару және қызмет мерзімінің қысқаруы түріндегі кемшіліктерді ескеріп, әр нақты қолданба үшін оңтайлы тепе-теңдікке қол жеткізу қажет.
