En portalfreser som kjører en 1,2 m lang, 40 mm kuleskrue ved 2500 o/min, ringte etter seks uker med to-skifts produksjon. Glappet på X-aksen hadde krøpet fra 0,008 mm til 0,035 mm, og lagerhuset i trykkenden gikk ca. 8 grader C over maskinrammen. Ingenting hadde gått i stykker. Stål ekspanderer omtrent 0,0115 mm per meter per grad C, slik at skruen vokste med omtrent 0,1 mm mellom en kald mandag morgen og en varm fredag ettermiddag, og fordi begge ender hadde blitt klemt fast med aksialt plasserte lagre, måtte all denne veksten absorberes et sted.
Leksjonen er den samme som kommer opp i de fleste henvendelser om kuleskruestøttelager: lageret er den siste avgjørelsen, ikke den første. Bestem hvordan skruen skal plasseres aksialt, hvor mye forspenning skyveparet trenger, og hvordan den frie enden skal få flyte. Velg deretter delenummer.
Hva hver ende av skruen faktisk må gjøre
Det korte svaret: den ene enden fester skruen aksialt og bærer skyvekraften, den andre enden støtter den radialt og lar den bevege seg. Et støttelagersett er ikke to identiske lagre som er valgt for enkelhets skyld, det er et par komponenter med forskjellige jobber, og feilmønstrene er også forskjellige.
Faste og flytende endeoppgaver på en typisk kuleskrueakse, med symptomene på et feilaktig valg. | Posisjon | Primær plikt | Typisk lagervalg | Hva går galt hvis det ikke samsvarer |
| Fast (skyve) ende | Lokaliserer skruen aksialt, bærer skjære- og akselerasjonskraft, stiller inn forspenning | Matchet vinkelkontaktpar, rygg mot rygg, eller en dobbel rad vinkelkontaktenhet | Aksialt spill som vokser med belastning, varme hus, fretting på skaftskulderen |
| Flytende (støtte) ende | Bærer kun radiell belastning, tillater termisk ekspansjon og sammentrekning | Dypsporkulelager med den ytre ringen fri til å gli inn i huset | Bøyd skrue, brinelled løper, skyvepar overbelastet når skruen varmes |
| Motor- eller girkasseende | Overfører dreiemoment, absorberer koblingsfeil | Radiallager dimensjonert kun for egen belastning | Koblingskrefter presset inn i støttelagrene, vibrasjon i hastighet |
En rask fornuftssjekk for ethvert nytt design: mål avstanden mellom de to lagersetene i millimeter, del på 1000, gang med forventet temperaturøkning i grader C og gang med 11,5. Resultatet, i mikron, er den aksiale vandringen den flytende enden må kunne absorbere. På en 2 m skrue med 5 graders stigning som allerede er rundt 115 mikron, som er langt mer enn noen forspenning kan svelge.
Velge det faste paret
Tre arrangementer dekker det meste av maskinverktøy og automasjonsarbeid, og valget kommer vanligvis ned til hastighet, stivhet og hvor mye aksial plass huset kan spare.
- Back-to-back (DB) vinkelkontaktpar: den bredeste lastspredningen mellom de to kontaktpunktene, god motstand mot bøyemomenter, og standardvalget for skruetrykkender.
- Face-to-face (DF)-par: tåler litt mer feiljustering, men har en smalere lastspredning, slik at den bøyer seg mer under momentbelastning.
- Tandem (DT) par: begge lagrene deler skyvekraft i én retning, brukes bare når skyvekraften er tung og enveis, og et andre par lukker sløyfen andre steder.
Kuleskruestøttelagre er vanligvis bygget med en kontaktvinkel på 60 grader, fordi prioritet er aksial stivhet i stedet for radiell kapasitet. Universelt tilpassede par leveres med en definert forhåndsbelastning allerede slipt inn, så paret må monteres som et sett og aldri blandes med et annet par fra en annen boks. Hvis designet trenger en enkelt kompakt enhet i stedet for to separate ringer, gjør et dobbeltrads vinkelkontaktlager den samme lokaliseringsjobben i ett hussete og tar kombinert radial- og skyvebelastning; vår
52- og 53-serien dobbeltrads vinkelkontaktkulelager Et kompakt alternativ med enkelthus for kombinert radiell og aksial lokalisering, med tetnings- og smøremuligheter for bruk av maskinverktøy, vindkraft, nav og pumpe. Se produkt → siden viser 52 og 53 seriestørrelsene som brukes i denne rollen. Avveiningen er at forspenningen er fikset ved produksjon, så aksial stivhet kan ikke justeres etterpå.
Forhåndsinnlasting: Hvor de fleste støttelagerproblemer starter
Preload fjerner intern klaring og gjør skrueposisjonen repeterbar, men det er et smalt vindu. Som et fungerende utgangspunkt er lett forhåndsbelastning rundt 1 til 2 prosent av parets dynamiske belastning og middels forhåndsbelastning rundt 3 prosent; alt utover det øker vanligvis løpetemperaturen raskere enn det øker stivheten. Den praktiske testen er enkel: Etter en innkjøring på 30 minutter skal husets temperatur stabilisere seg, ikke fortsette å klatre, og det aksiale spillet målt med en måleklokke i skruenden skal vise null med repeterbar retur til posisjon.
To feil dominerer. Først bruker du en låsemutter for å legge til forspenning som burde vært slipt inn i paret, som knuser de indre ringene og produserer et lager som er stivt når det er kaldt og grepet når det er varmt. For det andre, å påføre tung forspenning på en skrue som ikke har noen flytende ende, noe som gjør termisk vekst til en skyvebelastning på flere hundre newton. Begrunnelsen bak toleransebånd og dreiemomentverdier er beskrevet mer detaljert i vårt notat om velge forspenning for 52 og 53 serie lagre , og den samme logikken gjelder for matchede vinkelkontaktpar.
Den flytende enden fortjener en ekte peiling
Den flytende enden blir ofte behandlet som en ettertanke, og det er der stille feil kommer fra. Den må bære den radielle belastningen av skruen pluss vekten av mutteren og vognen, holde skruen konsentrisk med skyveenden, og fortsatt gli aksialt uten å slite på setet. Et dypt sporkulelager med plasseringspasning på akselen og glidepasning i huset er det vanlige svaret, med den ytre ringen fri til å bevege seg kanskje 0,3 til 0,5 mm hver vei og ingenting klemmer den fast i boringen.
To detaljer betyr mer enn katalogsiden. Husboringen må være rund og glatt nok til at den ytre ringen glir i stedet for å vippes, og lageret må ikke være en forhåndsbelastet type, fordi enhver aksial begrensning i denne enden slår hele arrangementet. Standard
Dype sporkulelager i 42 og 43-serien For ikke-forbelastede plasseringsseter dekker denne kategorien 42 og 43 serier med dype sporkulelager med standardstørrelser og klaringsmuligheter for varme hus. Se produkt → størrelser dekker de fleste støtteseter, og en C3-klaring er ofte et fornuftig valg der huset varmes opp raskere enn skaftet.
Når verkstedet er støvete eller vått
Maskinskap er ikke rene rom. Støpejernsstøv, kjølevæsketåke og vaskevann finner veien inn i et støttehus, og et åpent lager som overlever på testbenken kan svikte i løpet av en sesong på butikkgulvet. Forseglede og skjermede varianter av samme lagerfamilier løser det meste av dette uten å endre huskonvolutten, og en 2RS-kontaktforsegling er et bedre valg enn et ZZ-skjold uansett hvor kjølevæske er tilstede, fordi et skjold bare avleder rusk i stedet for å forsegle det. Vår
32 og 33-serien dobbeltrads vinkelkontaktlager Forseglede eller skjermede dobbeltradsenheter for skitne støttehus, som kombinerer radiell og aksial belastningskapasitet med 30-graders kontaktvinkel og kompakt plassering. Se produkt → rekkevidde brukes der en kompakt lokaliseringsenhet også må overleve skitne forhold, og den 30 og 38 serier med 2RS eller ZZ lukkinger gi samme aksiale lokaliseringsfunksjon i en smalere bredde for tette hus.
Monteringssekvens som forhindrer tidlig feil
De fleste støttelagerklager som når en produsent er monteringsproblemer i stedet for produksjonsproblemer. Sekvensen nedenfor er den vi anbefaler for et matchet par ved skyveenden.
- Rengjør akselsetet, husboringen og avstandsflatene, og kontroller deretter skulderavløpet med en måleklokke; 0,002 til 0,005 mm totalt er et rimelig mål for en presisjonsakse.
- Sjekk avstandsstykkets parallellitet på en overflateplate. Et avstandsstykke som er 0,01 mm ut av parallellen vipper den ytre ringen og legger stille til flere hundre newtons ujevn forbelastning.
- Monter paret i den merkede rekkefølgen, og hold de matchende merkene på linje nøyaktig som levert; reversering av en ring endrer forspenningen og lastelinjen.
- Smør låsemuttergjengen lett før tiltrekking, slik at påført dreiemoment blir til klemkraft i stedet for friksjon i tørre gjenger, stram deretter i to eller tre trinn til spesifisert verdi.
- Mål aksial bevegelse med en måleklokke mot skruenden mens du skyver og drar for hånd, og gjenta deretter med en spak ved moderat belastning for å bekrefte at avlesningen ikke vokser.
- Kjør inn med økende hastighet, se husets temperatur; en stabil avlesning etter 30 til 60 minutter er bestått kriteriet, en fortsatt stigning er ikke det.
Poeng å bekrefte før første kutt
- Bare den ene enden er aksialt plassert. To plasserte ender er den vanligste årsaken til for tidlig svikt i trykklager.
- Forspenning matcher oppgaven: lett for høy hastighet og lang levetid, middels for tung skjæring og stivhet, aldri "så tett som det vil gå".
- Smøremengde er målt, ikke gjettet. Oversmøring av et lite støttelager vrir og overopphetes like fort som ingen fett i det hele tatt.
- Koblingsinnretting kontrolleres etter at lagrene er klemt, ikke før.
En kort kjøpssjekkliste
Når et støttelager er spesifisert, trenger henvendelsen mer enn en boring og utvendig diameter. Kjøpere som leverer følgende får et brukbart tilbud første gang:
Informasjon som endrer lageret som tilbys for en kuleskruestøtteposisjon. | Vare | Hvorfor det endrer delen |
| Aksialkraft med sikkerhetsfaktor | Angir om et matchet par eller en enkelt dobbel radsenhet er tilstrekkelig |
| Nødvendig aksial stivhet | Bestemmer forspenningsklasse og kontaktvinkel |
| Maksimal hastighet og driftssyklus | Driver merdtype, smøring og tetningsvalg |
| Nøyaktighetsklasse og utløpsgrense | Skiller et standard presisjonspar fra et P4-klassesett |
| Miljø | Åpen, skjermet eller kontaktforseglet; fetttype og fyllmengde |
| Husdimensjoner | Utelukker arrangementer som fysisk ikke passer til setet |
Be om at paret leveres som et matchet sett med forhåndsbelastningen merket på emballasjen, og hold det settet sammen gjennom innlevering, butikker og montering. Blandede par er den roligste måten å miste stivheten som ble betalt for.
Støttelagre på en kuleskrue er en liten del av maskinen og en stor del av repeterbarheten. Få arrangementet riktig, en ende plassert og en ende fri, gi skyveparet en forhåndsbelastning det kan leve med, og hold den flytende enden virkelig fri. Selve lagrene er sjelden det svake leddet; beslutningene rundt dem er vanligvis.
