Razumevanje zračnosti ležajev

Naprave

Prenosni balanser in analizator vibracij Balanset-1A

$2,358.31

Deli

Senzor vibracij

$107.47

Deli

Optični senzor (laserski tahometer)

$148.07

Naprave

Balanset-4

$8,123.32

Deli

Magnetno stojalo velikosti 60 kgf

$54.93

Deli

Reflektivni trak

$11.94

Naprave

Dinamični balanser "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definicija: Kaj je zračnost ležaja?

Zračnost ležaja (imenovana tudi notranja zračnost ali zračnost ležaja) je skupna razdalja, za katero se lahko en ležajni obroč premakne glede na drugega obroča v radialni smeri (radialna zračnost) ali aksialni smeri (aksialna zračnost), preden se kotalni elementi hkrati dotaknejo obeh obročev. Preprosteje povedano, to je količina "ohlapnosti" ali "zračnosti", vgrajene v ležaj pred montažo, ki omogoča toplotno raztezanje, odklon obremenitve in učinke interferenčnega prileganja.

Pravilna zračnost ležaja je ključnega pomena za optimalno delovanje ležaja, saj vpliva na porazdelitev obremenitve, trenje, hrup, natančnost delovanja in življenjsko dobo. Premajhna zračnost povzroča pregrevanje in prezgodnjo odpoved; prevelika zračnost povzroča hrup, vibracije, in nenatančno pozicioniranje gredi.

Vrste zračnosti ležajev

1. Radialna notranja zračnost

Najpogosteje določena vrsta:

• Definicija: Notranji dirkalnik se lahko radialno premika glede na zunanji dirkalnik
• Merjenje: Z eno dirkališčem, ki je fiksno, izmerite največji radialni premik drugega dirkališča.
• Tipične vrednosti: 5–50 mikrometrov (0,0002–0,002 palca) za majhne do srednje velike ležaje
• Vpliva na: Radialna togost, porazdelitev obremenitve, radialna natančnost teka

2. Aksialna notranja zračnost

Pomembno za določene tipe ležajev:

• Definicija: Notranji obroč se lahko aksialno premika glede na zunanji obroč
• Relevantno za: Kotni kontaktni ležaji, stožčasti valjčni ležaji
• Prilagoditev: Pogosto nastavljivo z podložkami ali zategovanjem matice
• Vpliva na: Aksialna togost, prednapetost, aksialna nosilnost

Klasifikacije varnostnih dovoljenj

Ležaji so izdelani s standardiziranimi razredi zračnosti:

Skupine za odobritev ISO

• C2: Zračnost manjša od normalne (ožja)
• CN (normalno): Standardna razdalja za večino uporab
• C3: Zračnost večja od normalne (ohlapnejša)
• C4: Razmik večji od C3 (še bolj ohlapno)
• C5: Oddaljenost večja od C4 (največja standardna oddaljenost)

Merila za izbor

Izberite ustrezno razdaljo glede na uporabo:

• C2 (Tesno): Nizka raven hrupa, minimalno oprijem gredi, nizke obratovalne temperature
• CN (normalno): Standard za večino splošnih industrijskih aplikacij
• C3 (Razsuto): Visoka tesnost prileganja, visoke obratovalne temperature, velike obremenitve, sferični valjčni ležaji
• C4, C5: Zelo visoke temperature, zelo težki interferenčni prilegi, veliki ležaji z znatnim toplotnim raztezanjem

Dejavniki, ki vplivajo na operativno dovoljenje

Začetno v primerjavi z operativnim dovoljenjem

Razdalja se spreminja od namestitve do delovanja:

Faktorji zmanjšanja očistka

• Interferenčni prileg (gred): Tesno prileganje na gredi razširi notranji obroč in zmanjša zračnost (običajno 70-80% interference)
• Prileganje z interferenco (ohišje): Tesno prileganje v ohišju stisne zunanji obroč, kar zmanjša zračnost (običajno 10-20% interference)
• Delovna temperatura: Notranji obroč (ki se vrti z gredjo) je običajno bolj vroč kot zunanji obroč, diferencialna ekspanzija zmanjša zračnost
• Obremenitev: Uporabljena obremenitev elastično deformira dirkališča, kar zmanjša efektivno zračnost

Dejavniki povečanja očistka

• Obraba ležajev: Odstranjevanje materiala sčasoma poveča prostor
• Plastična deformacija: Brinelling ali vdolbina povečata zračnost
• Rasno lezenje: Nezadostna interferenca omogoča vrtenje dirk v svojih prilegih in obrabo utorov.

Izračun operativne razdalje

Končno dovoljenje za obratovanje mora upoštevati vse učinke:

• Delovna zračnost = Začetna zračnost – Zmanjšanje prileganja – Termična redukcija + Obraba
• Pravilna zasnova zagotavlja majhno pozitivno vrednost končnega obratovalnega razmika
• Ničelna ali negativna delovna zračnost povzroča prednapetost, kar povečuje trenje in segrevanje

Posledice nepravilnega dovoljenja

Premajhen razmik (tesen ležaj)

• Prekomerno trenje: Visoke kontaktne obremenitve povečajo trenje in nastajanje toplote
• Pregrevanje: Lahko doseže uničujoče temperature (> 120 °C)
• Prezgodnja utrujenost: Visoke obremenitve pospešijo utrujenostno dobo ležajev
• Hrup: Tesni ležaji lahko povzročijo visokofrekvenčno cviljenje
• Tveganje zasega: V ekstremnih primerih lahko pride do zatikanja ležaja

Preveč prostora (ohlapen ležaj)

• Udarna obremenitev: Vrtljivi elementi vplivajo na dirke pri obremenitvi obremenitve
• Hrup: Slišni ropot ali trkanje
• Vibracije: Povečane vibracije zaradi udarcev in neenakomerna porazdelitev obremenitve
• Zmanjšana natančnost: Prekomerno iztekanje gredi in napake pri pozicioniranju
• Pospešena obraba: Udarne obremenitve in drsenje pospešujeta obrabo
• Poškodba kletke: Prevelika razdalja lahko poškoduje kletko

Metode merjenja

Pred namestitvijo (nemontiran ležaj)

Merjenje radialne razdalje

• Podprite zunanji obroč, na notranji obroč uporabite majhno radialno obremenitev
• Izmerite premik s kazalcem
• Tipične vrednosti: 10–30 µm za srednje debele ležaje
• Primerjajte s specifikacijami proizvajalca

Metoda občutka (kvalitativna)

• Držite eno dirko in drugo premikajte ročno
• Izkušeni tehniki lahko ocenijo, ali je dovoljena dovoljena namestitev.
• Ni natančno, vendar uporabno za hitro preverjanje

Po namestitvi

Metoda aksialnega premika

• Za nameščene ležaje uporabite aksialno silo
• Izmerite aksialni premik (nanaša se na radialni odmik)
• Zahteva dostop do konca gredi

Analiza vibracij

• Prekomerna zračnost se kaže kot povečane visokofrekvenčne vibracije
• Podpisi vplivov v časovni val
• Spremembe lastnih frekvenc ležajev

Smernice za izbiro razprodaje

Upoštevanje dviga temperature

• Ocenjeno dvigovanje temperature ležaja (običajno 20–60 °C nad temperaturo okolice)
• Izračunajte diferencialno raztezanje med notranjim in zunanjim obročem
• Izberite začetni razmik za zagotovitev optimalnega delovnega razmika
• Pravilo: zmanjšanje zračnosti za 1 µm na °C temperaturne razlike za ležaj z izvrtino 100 mm

Kompenzacija interferenčnega prileganja

• Tesno prileganje gredi: Za kompenzacijo raztezanja notranjega obroča uporabite C3 ali C4
• Ohlapno prileganje gredi: CN ali C2 sta morda ustrezna
• Učinki prileganja ohišja so običajno manj pomembni kot prileganje gredi

Izbira glede na aplikacijo

• Precizne aplikacije: C2 ali CN za minimalno opletanje
• Elektromotorji: C3 pogost zaradi tesnega prileganja gredi in dviga temperature
• Visokotemperaturna storitev: C4 ali C5 za upoštevanje toplotnega raztezanja
• Težke obremenitve: C3 ali C4, nekaj zmanjšanja zračnosti pod obremenitvijo je sprejemljivo

Razmerje do vibracij in diagnostike

Vpliv na vibracijske lastnosti

• Prekomerna zračnost povzroča nelinearen vibracijski odziv
• Večkratno harmoniki zaradi udarne obremenitve
• Širokopasovni visokofrekvenčni šum
• Neenakomerne vibracije, ki niso sorazmerne s hitrostjo

Diagnostični kazalniki

• Povečanje skupne ravni vibracij sčasoma kaže na obrabo, ki povečuje zračnost
• Visokofrekostni udarci kažejo na prekomerno oddaljenost
• Spremembe togosti ležaja vplivajo kritične hitrosti
• Spremljanje temperature razkriva tesen ležaj (visoka temperatura) v primerjavi z normalno temperaturo

Zračnost ležaja je ključna specifikacija, ki jo je treba pravilno izbrati in preveriti, da se zagotovi optimalno delovanje ležaja. Razumevanje, kako zračnost vpliva na vibracije, hrup in življenjsko dobo ležaja, omogoča boljšo izbiro ležaja, pravilne postopke vgradnje in učinkovito diagnostično interpretacijo stanja ležaja.

---

← Nazaj na glavno kazalo