Zrozumienie luzu łożyskowego

Urządzenia

Przenośna wyważarka i analizator drgań Balanset-1A

$2,358.31

Części

Czujnik wibracji

$107.47

Części

Czujnik optyczny (tachometr laserowy)

$148.07

Urządzenia

Balanset-4

$8,123.32

Części

Stojak magnetyczny Insize-60-kgf

$54.93

Części

Taśma odblaskowa

$11.94

Urządzenia

Balanser dynamiczny "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definicja: Co to jest luz łożyskowy?

Luz łożyska Luz wewnętrzny (nazywany również luzem wewnętrznym lub luzem łożyskowym) to całkowita odległość, o jaką jeden pierścień łożyska może zostać przemieszczony względem drugiego w kierunku promieniowym (luz promieniowy) lub osiowym (luz osiowy), zanim elementy toczne zetkną się jednocześnie z obiema bieżniami. Mówiąc prościej, jest to “luz” lub “luz” w łożysku przed montażem, uwzględniający rozszerzalność cieplną, ugięcie pod wpływem obciążenia i efekt pasowania na wcisk.

Prawidłowy luz łożyska ma kluczowe znaczenie dla optymalnej pracy łożyska, wpływając na rozkład obciążenia, tarcie, hałas, dokładność pracy i żywotność. Zbyt mały luz powoduje przegrzanie i przedwczesną awarię; zbyt duży luz powoduje hałas., wibracja, i niedokładne ustawienie wału.

Rodzaje luzu łożyskowego

1. Luz wewnętrzny promieniowy

Najczęściej określany typ:

• Definicja: Odległość, na jaką wewnętrzny krążek może się przesuwać promieniowo względem zewnętrznego krążka
• Pomiar: Przy unieruchomionym jednym bieżniku zmierz maksymalne przemieszczenie promieniowe drugiego bieżnika
• Wartości typowe: 5-50 mikrometrów (0,0002-0,002 cala) dla małych i średnich łożysk
• Wpływa na: Sztywność promieniowa, rozkład obciążenia, dokładność biegu promieniowego

2. Luz osiowy wewnętrzny

Ważne dla niektórych typów łożysk:

• Definicja: Odległość, na jaką bieżnia wewnętrzna może się przesuwać osiowo względem bieżni zewnętrznej
• Istotne dla: Łożyska skośne, łożyska stożkowe
• Modyfikacja: Często regulowane poprzez podkładki lub dokręcanie nakrętek
• Wpływa na: Sztywność osiowa, napięcie wstępne, nośność na opór

Klasyfikacje prześwitu

Łożyska produkowane są ze standardowymi klasami luzu:

Grupy rozliczeniowe ISO

• C2: Luz mniejszy niż normalny (ściślejszy)
• CN (Normalny): Standardowy prześwit dla większości zastosowań
• C3: Luz większy niż normalnie (luźniejszy)
• C4: Luz większy niż C3 (jeszcze luźniejszy)
• C5: Prześwit większy niż C4 (maksymalny standardowy prześwit)

Kryteria wyboru

Wybierz odpowiedni prześwit w zależności od zastosowania:

• C2 (ścisłe): Zastosowania o niskim poziomie hałasu, wymagane minimalne bicie wału, niskie temperatury pracy
• CN (Normalny): Standard dla większości ogólnych zastosowań przemysłowych
• C3 (Luźne): Wysokie pasowania wciskowe, wysokie temperatury robocze, duże obciążenia, łożyska baryłkowe
• C4, C5: Bardzo wysokie temperatury, bardzo duże pasowania interferencyjne, duże łożyska o znacznej rozszerzalności cieplnej

Czynniki wpływające na prześwit operacyjny

Prześwit początkowy a prześwit operacyjny

Prześwit zmienia się w zależności od instalacji i eksploatacji:

Współczynniki redukcji luzu

• Pasowanie interferencyjne (wał): Ścisłe dopasowanie do wału rozszerza bieżnię wewnętrzną, zmniejszając luz (zwykle 70-80% interferencji)
• Pasowanie interferencyjne (obudowa): Ścisłe dopasowanie w obudowie powoduje ściskanie bieżni zewnętrznej, zmniejszając luz (zwykle 10-20% interferencji)
• Temperatura pracy: Pierścień wewnętrzny (obracający się wraz z wałem) jest zazwyczaj gorętszy niż pierścień zewnętrzny, różnica w rozszerzaniu się pierścienia powoduje zmniejszenie luzu
• Obciążenie: Zastosowane obciążenie powoduje sprężystą deformację bieżni, zmniejszając efektywny luz

Czynniki zwiększające prześwit

• Zużycie łożysk: Usunięcie materiału zwiększa prześwit w miarę upływu czasu
• Odkształcenie plastyczne: Wgniecenia lub wgniecenia zwiększają prześwit
• Pełzanie rasowe: Niewystarczające zakłócenia powodują, że wyścigi obracają się w swoich miejscach, powodując zużycie rowków

Obliczanie luzu roboczego

Ostateczne zezwolenie operacyjne musi uwzględniać wszystkie skutki:

• Luz roboczy = Luz początkowy – Redukcja dopasowania – Redukcja termiczna + Zużycie
• Prawidłowe zaprojektowanie zapewnia, że końcowy luz roboczy ma niewielką dodatnią wartość
• Zerowy lub ujemny luz roboczy powoduje napięcie wstępne, zwiększając tarcie i ciepło

Skutki nieprawidłowego luzu

Zbyt mały luz (ciasne łożysko)

• Nadmierne tarcie: Wysokie obciążenia stykowe zwiększają tarcie i wytwarzanie ciepła
• Przegrzanie: Może osiągnąć destrukcyjną temperaturę (> 120°C)
• Przedwczesne zmęczenie: Wysokie obciążenia przyspieszają zużycie zmęczeniowe łożysk
• Hałas: Ścisłe łożyska mogą powodować pisk o wysokiej częstotliwości
• Ryzyko wystąpienia napadów padaczkowych: W skrajnych przypadkach może dojść do zatarcia łożyska

Zbyt duży luz (luźne łożysko)

• Obciążenie udarowe: Elementy toczne uderzają w bieżnie przy zmianie obciążenia
• Hałas: Słyszalne dźwięki grzechotania lub stukania
• Wibracja: Zwiększone drgania spowodowane uderzeniami i nierównomiernym rozkładem obciążenia
• Zmniejszona dokładność: Nadmierny bicie wału i błędy pozycjonowania
• Przyspieszone zużycie: Obciążenie udarowe i poślizg przyspieszają zużycie
• Uszkodzenia klatki: Nadmierny luz może uszkodzić klatkę

Metody pomiaru

Przed montażem (łożysko zdemontowane)

Pomiar luzu promieniowego

• Podeprzyj zewnętrzną bieżnię, zastosuj niewielkie obciążenie promieniowe do wewnętrznej bieżni
• Pomiar przemieszczenia za pomocą czujnika zegarowego
• Wartości typowe: 10-30 µm dla łożysk średnich
• Porównaj ze specyfikacjami producenta

Metoda Feel (jakościowa)

• Utrzymaj jeden wyścig i poruszaj drugim ręcznie
• Doświadczeni technicy potrafią ocenić, czy wymagany jest odpowiedni prześwit
• Nieprecyzyjne, ale przydatne do szybkiej weryfikacji

Po instalacji

Metoda przemieszczenia osiowego

• W przypadku łożysk montowanych należy zastosować siłę osiową
• Pomiar przemieszczenia osiowego (dotyczącego luzu promieniowego)
• Wymaga dostępu do końca wału

Analiza drgań

• Nadmierny luz objawia się zwiększonymi wibracjami o wysokiej częstotliwości
• Sygnatury uderzeniowe w przebieg czasowy
• Zmiany w częstotliwościach drgań własnych łożysk

Wytyczne dotyczące wyboru odprawy

Rozważenie wzrostu temperatury

• Oszacowanie wzrostu temperatury łożyska (zwykle 20–60°C powyżej temperatury otoczenia)
• Oblicz różniczkową rozszerzalność między bieżniami wewnętrznymi i zewnętrznymi
• Wybierz prześwit początkowy, aby zapewnić optymalny prześwit roboczy
• Zasada praktyczna: redukcja luzu o 1 µm na każdy °C różnicy temperatur dla łożyska o otworze 100 mm

Kompensacja dopasowania interferencyjnego

• Ścisłe dopasowanie wału: Użyj C3 lub C4, aby skompensować rozszerzanie się bieżni wewnętrznej
• Luźne dopasowanie wału: odpowiednie mogą być CN lub C2
• Efekt dopasowania obudowy jest zazwyczaj mniej znaczący niż dopasowanie wału

Wybór specyficzny dla aplikacji

• Zastosowania precyzyjne: C2 lub CN dla minimalnego bicia
• Silniki elektryczne: C3 częste z powodu ciasnego dopasowania wału i wzrostu temperatury
• Obsługa w wysokich temperaturach: C4 lub C5 w celu uwzględnienia rozszerzalności cieplnej
• Duże ładunki: C3 lub C4, dopuszczalne jest pewne zmniejszenie luzu pod obciążeniem

Związek z wibracjami i diagnostyką

Wpływ na charakterystykę drgań

• Nadmierny luz powoduje nieliniową reakcję wibracji
• Wiele harmonia od obciążenia udarowego
• Szerokopasmowy szum o wysokiej częstotliwości
• Nieregularne drgania nieproporcjonalne do prędkości

Wskaźniki diagnostyczne

• Wzrost ogólnego poziomu wibracji w miarę upływu czasu sugeruje zużycie i zwiększanie luzu
• Wysoka częstotliwość uderzeń wskazuje na nadmierny luz
• Zmiany sztywności łożyska wpływają prędkości krytyczne
• Monitorowanie temperatury ujawnia ciasne łożysko (wysoka temperatura) w porównaniu z normalnym

Luz łożyskowy to kluczowy parametr, który należy odpowiednio dobrać i zweryfikować, aby zapewnić optymalną pracę łożyska. Zrozumienie wpływu luzu na drgania, hałas i żywotność łożyska umożliwia lepszy dobór łożyska, prawidłowe procedury montażowe oraz skuteczną diagnostykę stanu łożyska.

---

← Powrót do indeksu głównego