Kāpēc termiskā izplešanās ir svarīga gultņiem?

Kad vārpsta darbības laikā sakarst, tā aksiāli izplešas. Ja abi gultņi ir aksiāli fiksēti (pozicionēti), izplešanās rada iekšējo priekšslodzi, palielinot berzi un temperatūru. Pareiza pozicionēšanas/nepozicionēšanas kārtība nodrošina termisko palielināšanos, nebojājot gultņus.

Kas ir pozicionējoša/nepozicionējoša gultņu konstrukcija?

Fiksējošā/nefiksējošā izvietojumā viens gultnis ir aksiāli fiksēts (pozicionējošs), lai pozicionētu vārpstu, bet otrs gultnis var brīvi slīdēt aksiāli (nefiksējošs), lai pielāgotos termiskajai izplešanās. Šis ir visizplatītākais izvietojums.

Kāda ir tērauda CTE?

Oglekļa tērauda termiskās izplešanās koeficients (CTE) ir aptuveni 11–12 × 10⁻⁶ /°C. Nerūsējošā tēraudam tas ir aptuveni 16–17, alumīnijam — 23 un čugunam — 10–11.

Cik liela ir tipiska izplešanās?

1 metru gara tērauda vārpsta, kuras temperatūra paaugstinās par 50 °C, izplešas par aptuveni 0,6 mm. Tas var šķist mazs lielums, taču, ja abas gultņu pozīcijas ir aksiāli fiksētas, tas var radīt milzīgus spēkus.

Ko darīt, ja vārpsta un korpuss ir izgatavoti no dažādiem materiāliem?

Ja vārpstai un korpusam ir atšķirīgi CTE (piemēram, tērauda vārpstai alumīnija korpusā), ir jāaprēķina diferenciālā izplešanās. Korpuss izplešas vairāk nekā vārpsta ar alumīniju, kas var samazināt uzspiedes savienojumu.

Bezmaksas inženierijas rīks #054

Gultņu termiskās izplešanās kalkulators

Aprēķiniet vārpstu un korpusu aksiālo termisko pieaugumu, kas ietekmē gultņu izvietojumu. Iekļauta pozicionēšanas/nepozicionēšanas izvietojuma rokasgrāmata.

δ = L × α × ΔTVairāki materiāliVienošanās ceļvedis

Rezultāti

Vārpstas aksiālā izplešanās δ_shaft

—

Korpusa aksiālā izplešanās δ_korpuss

—

Diferenciālā izplešanās

—

Vienošanās ieteikums

—

Termiskās izplešanās formula

L — attālums starp gultņiem (mm)
α — termiskās izplešanās koeficients (×10⁻⁶ /°C)
ΔT — temperatūras paaugstināšanās (°C)

CTE vērtības

Materiāls	α (×10⁻⁶ /°C)
Oglekļa tērauds	11.7
Nerūsējošais tērauds 304	16.0
Čuguns	10.5
Alumīnija sakausējums	23.0
Varš/bronza	17.3
Titāna sakausējums	8.6

Lokācijas/nelokācijas izkārtojums

ℹ️ Visizplatītākais gultņu izvietojums izmanto vienu pozicionēšanas gultni (fiksētu aksiāli abos virzienos) un vienu nepozicionēšanas gultni (brīvi slīdošu aksiāli). Tas pielāgojas termiskajai izplešanai, neradot iekšējos spēkus.

Gultņa termiskās izplešanās kalkulators | δ = L×α×ΔT | Bezmaksas tiešsaistes rīks

Publicēts admin uz 2026. gada 15. februārī 2026. gada 15. februārī

Rezultāti

Termiskās izplešanās formula

CTE vērtības

Lokācijas/nelokācijas izkārtojums