52/53-serien dobbeltrads vinkelkontaktkulelager er mye brukt i mekanisk utstyr fordi de kan bære radielle og aksiale belastninger på samme tid, har høy stivhet og opptar liten plass. Men for å gi full spill til deres ytelse, er riktig valg og bruk av forhåndsbelastning en avgjørende kobling. Forbelastning påvirker ikke bare kjørenøyaktigheten til lageret, men bestemmer også levetiden og stabiliteten til utstyret. Det følgende vil diskutere rollen til forhåndsbelastning, påvirkningsfaktorer og seleksjonsmetoder.
1. Rollen som preload
Forbelastning er kraften som holder de rullende elementene inne i lageret i riktig kontakt med løpebanen ved å påføre en viss aksial belastning. Rimelig forspenning er av stor betydning for ytelsen til lagre i 52/53-serien:
Forbedre kjørenøyaktigheten: Forspenning eliminerer den indre klaringen til lageret og øker stivheten, og forbedrer dermed kjørenøyaktigheten til utstyret, spesielt i mekanisk utstyr som krever høypresisjonsposisjonering.
Forbedre bæreevnen: Gjennom forspenningsjustering kan lageret dele lasten mer jevnt og unngå tidlig svikt på grunn av for stor lokal belastning.
Undertrykk vibrasjon og støy: Passende forspenning kan redusere den relative bevegelsen mellom rulleelementene og løpebanen, og redusere vibrasjoner og støy under drift av utstyret.
Forhindre rotasjonsglidning: For høyhastighetsutstyr kan passende forspenning unngå rulleelementglidning og sikre normal drift av lageret.
2. Hovedfaktorer som påvirker valg av forhåndsbelastning
Å velge riktig forspenning krever omfattende vurdering av utstyrets arbeidsforhold, lagerstruktur og driftsmiljø. Følgende er flere nøkkelfaktorer:
Belastningsforhold:
Lette belastningsforhold: Egnet for lavere forspenning for å redusere friksjon og varme.
Kraftig belastning: Krever høyere forspenning for å forbedre stivheten og forhindre lagerdeformasjon.
Hastighetskrav:
Høyhastighets roterende utstyr må redusere forspenningen moderat for å redusere friksjon og varme; lavhastighets eller intermitterende utstyr kan passende øke forspenningen for å forbedre posisjoneringen.
Lagerparingsmetode:
Montering ansikt til ansikt (DB-type): Egnet for å bære store radielle belastninger og vippemomenter, men forspenningen kan ikke være for høy for å unngå økende friksjon.
Rygg-mot-rygg-installasjon (DF-type): Høy stivhet, egnet for scenarier som krever høy aksial posisjoneringsnøyaktighet.
Tandeminstallasjon (DT-type): Forspenningen må samsvare med andre lagre for å balansere belastningen til det totale systemet.
Temperaturpåvirkning:
Temperaturøkning vil føre til at lageret utvides, og dermed endre forspenningsstørrelsen. Temperaturkompensasjonstiltak må vurderes for å sikre stabiliteten til forbelastningen.
Materialer og smørebetingelser:
Lagre laget av forskjellige materialer har forskjellige toleranser for forspenning, og smøretilstanden (som fettsmøring eller oljesmøring) vil også påvirke friksjon og varmeutvikling, og dermed bestemme rekkevidden til forspenningen.
3. Valg og påføring av forhåndsbelastning
Metodene for rimelig valg og påføring av forhåndsbelastning inkluderer hovedsakelig følgende:
Beregningsmetode for å velge forhåndsbelastning:
I henhold til kravene til belastning, hastighet og levetid for utstyret, beregnes den anbefalte forspenningsverdien gjennom lagerdesignformelen. Formelen må ta hensyn til parametere som antall rullende elementer, kontaktvinkel og lastfordeling.
Justeringsmetode:
Mekanisk justering: Aksialkraft påføres gjennom muttere, skiver eller fjærstrukturer for å oppnå forspenning. Denne metoden er egnet for flere justeringer og god installasjonsplass.
Temperaturdifferansejustering: Den termiske ekspansjons- og kaldkontraksjonsegenskapene til lageret under installasjon brukes til å kontrollere monteringstemperaturforskjellen for å oppnå innstillingen av forspenning.
Forhåndsbelastningsmåling og verifisering:
Etter påføring av forhåndsbelastningen, er det nødvendig å verifisere det gjennom måleverktøy. Vanlige metoder inkluderer:
Klareringsmålingsmetode: Bruk en følemåler eller laseravstandsmåler for å måle om lagerklaringen oppfyller designkravene.
Momentmålemetode: Bekreft indirekte størrelsen på forspenningen ved å måle start- eller kjøremomentet som kreves for at lageret skal rotere.
Aksialforskyvningsmetode: Observer om aksialforskyvningen etter forspenning oppfyller designstandarden.
4. Forholdsregler og optimaliseringsforslag
Ved påføring og justering av forspenningen til 52/53-serielagre, bør følgende forhold også være oppmerksomme:
Unngå overdreven forspenning: Overdreven forspenning kan forårsake for høyt kontakttrykk mellom rulleelementet og løpebanen, øke friksjonen og varme, og akselerere lagerslitasjen.
Dynamisk justeringsevne: For utstyr med store belastninger og temperaturendringer bør du vurdere å introdusere elastiske elementer (som f.eks. skivefjærer) for å oppnå dynamisk justering.
Smøreoptimalisering: Sørg for gode smøreforhold for å redusere den ekstra friksjonsvarmen forårsaket av forspenning.
Regelmessig inspeksjon: Under drift er det nødvendig å regelmessig overvåke lagerets vibrasjon, støy og temperaturstigning, og justere forspenningen i tide for å forlenge lagerets levetid.3
