เหตุใดการขยายตัวเนื่องจากความร้อนจึงมีความสำคัญต่อตลับลูกปืน?

เมื่อเพลาเกิดความร้อนขึ้นระหว่างการทำงาน มันจะขยายตัวในแนวแกน หากตลับลูกปืนทั้งสองถูกยึดไว้ในแนวแกน (การกำหนดตำแหน่ง) การขยายตัวจะสร้างแรงกดภายใน ทำให้แรงเสียดทานและอุณหภูมิเพิ่มขึ้น การจัดวางตำแหน่ง/ไม่กำหนดตำแหน่งที่เหมาะสมจะช่วยให้เกิดการขยายตัวเนื่องจากความร้อนโดยไม่ทำให้ตลับลูกปืนเสียหาย.

การจัดเรียงตลับลูกปืนแบบมีจุดกำหนดตำแหน่ง/ไม่มีจุดกำหนดตำแหน่ง คืออะไร?

ในระบบที่มีทั้งแบบยึดตำแหน่งและไม่ยึดตำแหน่ง ตลับลูกปืนตัวหนึ่งจะถูกยึดตรึงในแนวแกน (แบบยึดตำแหน่ง) เพื่อกำหนดตำแหน่งของเพลา ในขณะที่ตลับลูกปืนอีกตัวหนึ่งสามารถเลื่อนได้อย่างอิสระในแนวแกน (แบบไม่ยึดตำแหน่ง) เพื่อรองรับการขยายตัวเนื่องจากความร้อน นี่คือระบบที่พบได้บ่อยที่สุด.

Which CTE value should I enter?

Use a mean linear CTE for the exact material grade over the actual temperature interval. CTE varies with composition and temperature; generic material-family values are only rough examples.

โดยทั่วไปแล้วการขยายตัวจะอยู่ที่ระดับใด?

เพลาเหล็กยาว 1 เมตร เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น 50 องศาเซลเซียส จะขยายตัวประมาณ 0.6 มิลลิเมตร ซึ่งอาจดูเหมือนน้อย แต่สามารถสร้างแรงมหาศาลได้หากตำแหน่งรองรับทั้งสองถูกยึดตรึงในแนวแกน.

Does axial differential growth determine bearing fit or clearance?

No. Axial span growth helps size axial displacement capacity. Radial fit and bearing internal clearance require local diameters, ring/seat temperatures, material properties and the exact bearing arrangement.

เครื่องมือวิศวกรรมฟรี #054

เครื่องคำนวณการขยายตัวทางความร้อนของแบริ่ง

คำนวณการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากความร้อนตามแนวแกนแบบสม่ำเสมอของเพลาและตัวเรือนแยกกัน รวมทั้งผลต่างที่มีเครื่องหมาย กรอกความยาวจริง ค่า CTE เฉลี่ย และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

δ = L × α × ΔTการให้ความร้อน/การทำให้เย็นแบบมีเครื่องหมายไม่มีการเลือกตลับลูกปืนโดยอัตโนมัติ

ความยาวใช้งานของเพลา L_s (mm)

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของเพลา ΔT_s (ผลต่าง K หรือ °C; มีเครื่องหมาย)

CTE เฉลี่ยของเพลา α_s (μm/(m·K))

ความยาวใช้งานของตัวเรือน L_h (mm)

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของตัวเรือน ΔT_h (ผลต่าง K หรือ °C; มีเครื่องหมาย)

CTE เฉลี่ยของตัวเรือน α_h (μm/(m·K))

การประมาณที่อุณหภูมิสม่ำเสมอ: ใช้ค่า CTE เฉลี่ยตลอดช่วงอุณหภูมิจริงแต่ละช่วง สำหรับเกรเดียนต์อุณหภูมิหรือโครงสร้างที่ถูกยึดรั้ง ให้หาปริพันธ์ความเครียดความร้อนหรือใช้แบบจำลองเทอร์โมเชิงกล

ผลลัพธ์

การขยายตามแนวแกนของเพลา δ_shaft

—

การขยายตัวตามแนวแกนของตัวเรือน δ_housing

—

การขยายตัวที่แตกต่างกัน

—

สูตรการขยายตัวทางความร้อน

L — ช่วงเริ่มต้นที่ใช้งาน (mm)
α — CTE เชิงเส้นเฉลี่ยตลอดช่วงที่ระบุ (μm/(m·K), มีค่าเชิงตัวเลข ×10⁻⁶/K)
ΔT — การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบมีเครื่องหมายจากสถานะอ้างอิง (ผลต่าง K หรือ °C)

ข้อมูลป้อนเข้า CTE

CTE ขึ้นอยู่กับเกรดวัสดุและอุณหภูมิ ควรได้ค่าเฉลี่ยตลอดช่วงจริงจากข้อมูลวัสดุที่ควบคุมได้ แทนการเลือกเพียงชื่อกลุ่มวัสดุแบบกว้าง ๆ

การจัดวางแบบกำหนดตำแหน่ง / ไม่กำหนดตำแหน่ง

ℹ️ ชุดรองรับแบบกำหนดตำแหน่ง/ไม่กำหนดตำแหน่งสามารถรองรับการเคลื่อนตัวตามแนวแกนจากการขยายตัวเนื่องจากความร้อนสัมพัทธ์ของเพลา/ตัวเรือนได้ แต่ระยะเคลื่อนที่ที่ต้องการและชนิดตลับลูกปืนต้องเลือกจากภาระ การสวมประกอบ ค่าคลาดเคลื่อน และข้อมูลผู้ผลิตของชุดประกอบทั้งหมด

เครื่องคำนวณการขยายตัวเนื่องจากความร้อนของแบริ่ง | δ = L×α×ΔT | เครื่องมือออนไลน์ฟรี

ผลลัพธ์

สูตรการขยายตัวทางความร้อน

ข้อมูลป้อนเข้า CTE

การจัดวางแบบกำหนดตำแหน่ง / ไม่กำหนดตำแหน่ง

ร้านค้า

การรองรับ

ติดต่อ