Pochopenie vôle ložiska

Zariadenia

Prenosný vyvažovač a analyzátor vibrácií Balanset-1A

$2,353.83

Diely

Senzor vibrácií

$107.26

Diely

Optický senzor (laserový tachometer)

$147.78

Zariadenia

Balanset-4

$8,107.90

Diely

Magnetický stojan Insize-60-kgf

$54.82

Diely

Reflexná páska

$11.92

Zariadenia

Dynamický balancer "Balanset-1A" OEM

$2,067.80

Definícia: Čo je to vôľa ložiska?

Vôľa ložiska (tiež nazývaná vnútorná vôľa alebo vôľa ložiska) je celková vzdialenosť, o ktorú sa jeden ložiskový krúžok môže posunúť vzhľadom na druhý krúžok v radiálnom smere (radiálna vôľa) alebo axiálnom smere (axiálna vôľa) predtým, ako sa valivé telesá dostanú do kontaktu s oboma krúžkami súčasne. Zjednodušene povedané, je to miera “vôle” alebo “uloženia” zabudovanej do ložiska pred montážou, ktorá zohľadňuje tepelnú rozťažnosť, priehyb zaťaženia a účinky presahu.

Správna vôľa ložiska je rozhodujúca pre optimálny výkon ložiska, ktorá ovplyvňuje rozloženie zaťaženia, trenie, hluk, presnosť chodu a životnosť. Príliš malá vôľa spôsobuje prehrievanie a predčasné zlyhanie; príliš veľká vôľa spôsobuje hluk, vibrácie, a nepresné polohovanie hriadeľa.

Typy vôle ložísk

1. Radiálna vnútorná vôľa

Najčastejšie špecifikovaný typ:

• Definícia: Vnútorný krúžok sa môže radiálne pohybovať vzhľadom na vonkajší krúžok
• Meranie: S jedným valcom pevne upevneným a zmerajte maximálne radiálne posunutie druhého valca.
• Typické hodnoty: 5 – 50 mikrometrov (0,0002 – 0,002 palca) pre malé až stredné ložiská
• Ovplyvňuje: Radiálna tuhosť, rozloženie zaťaženia, presnosť radiálneho chodu

2. Axiálna vnútorná vôľa

Dôležité pre určité typy ložísk:

• Definícia: Vnútorný krúžok sa môže axiálne pohybovať vzhľadom na vonkajší krúžok
• Relevantné pre: Ložiská s kosouhlým stykom, kuželíkové ložiská
• Úprava: Často nastaviteľné pomocou podložiek alebo utiahnutia matice
• Ovplyvňuje: Axiálna tuhosť, predpätie, axiálna nosnosť

Klasifikácie prepustnosti

Ložiská sa vyrábajú so štandardizovanými triedami vôle:

Skupiny ISO previerok

• C2: Svetlá výška menšia ako normálna (užšia)
• CN (Normálne): Štandardná vôľa pre väčšinu aplikácií
• C3: Vôľa väčšia ako normálna (voľnejšia)
• C4: Svetlá výška väčšia ako C3 (ešte voľnejšia)
• C5: Svetlá výška väčšia ako C4 (maximálna štandardná svetlá výška)

Kritériá výberu

Vyberte vhodnú vôľu na základe aplikácie:

• C2 (Tesné): Aplikácie s nízkou hlučnosťou, minimálna hádzavosť hriadeľa, nízke prevádzkové teploty
• CN (Normálne): Štandard pre väčšinu všeobecných priemyselných aplikácií
• C3 (voľné): Vysoký presak, vysoké prevádzkové teploty, vysoké zaťaženia, súdkové ložiská
• C4, C5: Veľmi vysoké teploty, veľmi ťažké presné uloženie, veľké ložiská so značnou tepelnou rozťažnosťou

Faktory ovplyvňujúce prevádzkové povolenie

Počiatočné vs. prevádzkové povolenie

Vzdialenosť sa mení od inštalácie po prevádzku:

Faktory zníženia klírensu

• Presahané uloženie (hriadeľ): Tesné uloženie na hriadeli rozširuje vnútorný krúžok a znižuje vôľu (typicky 70-80% interferencie)
• Presahané uloženie (teleso): Tesné uloženie v puzdre stláča vonkajší krúžok, čím sa znižuje vôľa (typicky 10-20% interferencie)
• Prevádzková teplota: Vnútorný krúžok (rotujúci s hriadeľom) je zvyčajne teplejší ako vonkajší krúžok, diferenciálna rozťažnosť znižuje vôľu
• Zaťaženie: Aplikované zaťaženie elasticky deformuje krúžky, čím sa znižuje efektívna vôľa

Faktory zvýšenia klírensu

• Opotrebovanie ložiska: Odoberaný materiál časom zvyšuje vôľu
• Plastická deformácia: Brinelling alebo preliačina zvyšuje vôľu
• Rasové strašenie: Nedostatočné prepojenie umožňuje otáčanie pretekov v ich uložení, čo vedie k opotrebovaniu drážok

Výpočet prevádzkovej vôle

Konečné prevádzkové povolenie musí zohľadniť všetky vplyvy:

• Prevádzková vôľa = Počiatočná vôľa – Zníženie uloženia – Tepelné zníženie + Opotrebenie
• Správny návrh zabezpečuje, že konečná prevádzková vôľa je malá kladná hodnota
• Nulová alebo záporná prevádzková vôľa spôsobuje predpätie, čím sa zvyšuje trenie a teplo

Dôsledky nesprávneho povolenia

Príliš malá vôľa (tesné ložisko)

• Nadmerné trenie: Vysoké kontaktné zaťaženie zvyšuje trenie a tvorbu tepla
• Prehriatie: Môže dosiahnuť deštruktívne teploty (> 120 °C)
• Predčasná únava: Vysoké zaťaženie urýchľuje únavovú životnosť ložiska
• Hluk: Upchaté ložiská môžu spôsobovať vysoké pískanie
• Riziko záchvatu: Extrémne prípady môžu viesť k zadretiu ložiska

Príliš veľká vôľa (voľné ložisko)

• Nárazové zaťaženie: Válečné telesá pôsobia na dráhy pri obrátení zaťaženia
• Hluk: Počuteľné hrkotanie alebo klopanie
• Vibrácie: Zvýšené vibrácie spôsobené nárazmi a nerovnomerné rozloženie zaťaženia
• Znížená presnosť: Nadmerné hádzanie hriadeľa a chyby v polohovaní
• Zrýchlené opotrebovanie: Rázové zaťaženie a šmyk urýchľujú opotrebovanie
• Poškodenie klietky: Nadmerná vôľa môže poškodiť klietku

Metódy merania

Pred inštaláciou (nemontované ložisko)

Meranie radiálnej vôle

• Podoprite vonkajší krúžok, na vnútorný krúžok aplikujte malé radiálne zaťaženie
• Meranie posunutia pomocou úchylkomera
• Typické hodnoty: 10 – 30 µm pre stredne veľké ložiská
• Porovnajte so špecifikáciami výrobcu

Metóda pocitu (kvalitatívna)

• Držte jeden pretek a druhý posúvajte ručne
• Skúsení technici vedia posúdiť, či je povolenie vhodné
• Nie je presné, ale užitočné na rýchle overenie

Po inštalácii

Metóda axiálneho posunutia

• Pri montovaných ložiskách aplikujte axiálnu silu
• Meranie axiálneho posunutia (vzťahuje sa na radiálnu vôľu)
• Vyžaduje prístup ku koncu hriadeľa

Analýza vibrácií

• Nadmerná vôľa sa prejavuje ako zvýšené vysokofrekvenčné vibrácie
• Podpisy dopadov v časový priebeh
• Zmeny vlastných frekvencií ložísk

Pokyny pre výber výpredajov

Zohľadnenie nárastu teploty

• Odhadovaný nárast teploty ložiska (zvyčajne o 20 – 60 °C nad okolitú teplotu)
• Výpočet rozdielovej rozťažnosti medzi vnútornými a vonkajšími krúžkami
• Vyberte počiatočnú vzdialenosť pre zabezpečenie optimálnej prevádzkovej vzdialenosti
• Empirické pravidlo: zníženie vôle o 1 µm na každý teplotný rozdiel °C pre ložisko s otvorom 100 mm

Kompenzácia interferenčného uloženia

• Tesné uloženie hriadeľa: Na kompenzáciu roztiahnutia vnútorného krúžku použite C3 alebo C4
• Voľné uloženie hriadeľa: vhodné môžu byť CN alebo C2
• Vplyvy uloženie telesa sú zvyčajne menej významné ako uloženie hriadeľa

Výber špecifický pre aplikáciu

• Presné aplikácie: C2 alebo CN pre minimálne hádzanie
• Elektromotory: C3 bežný kvôli tesnému uloženiu hriadeľa a nárastu teploty
• Vysokoteplotná prevádzka: C4 alebo C5 na zohľadnenie tepelnej rozťažnosti
• Ťažké bremená: C3 alebo C4, určité zníženie vôle pri zaťažení je prijateľné

Vzťah k vibráciám a diagnostike

Vplyv na vibračné charakteristiky

• Nadmerná vôľa spôsobuje nelineárnu vibračnú odozvu
• Viacnásobné harmonické od nárazového zaťaženia
• Širokopásmový vysokofrekvenčný šum
• Nepravidelné vibrácie neúmerné rýchlosti

Diagnostické indikátory

• Zvýšenie celkovej úrovne vibrácií v priebehu času naznačuje opotrebovanie, ktoré zvyšuje vôľu
• Vysokofrekvenčné nárazy naznačujú nadmernú vôľu
• Zmeny tuhosti ložiska ovplyvňujú kritické rýchlosti
• Monitorovanie teploty odhaľuje tesné ložisko (vysoká teplota) oproti normálu

Vôľa ložiska je kritická špecifikácia, ktorú je potrebné správne vybrať a overiť, aby sa zabezpečil optimálny výkon ložiska. Pochopenie toho, ako vôľa ovplyvňuje vibrácie, hluk a životnosť ložiska, umožňuje lepší výber ložiska, správne postupy montáže a efektívnu diagnostickú interpretáciu stavu ložiska.

---

← Späť na hlavný index