Sådan vælger du det rigtige sfæriske rulleleje til kraftigt udstyr

En 1,6 km landtransportør ved en kobbermine i Chile mistede sin haleremskiveleje hver sjette uge. Det originale sporkugleleje kørte med 180 r/min under en målt 320 kN radial belastning, og akslen sad 1,4 grader ude af linjen i drivenden. Udskiftningen er et 22320 sfærisk rulleleje, og stillingen har nu kørt i to sammenhængende år efter samme fedtplan. Denne beslutningssekvens er, hvad denne vejledning dokumenterer, efter den udvælgelsespraksis, som Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company anvender til sit sfæriske rullelejesortiment, fra den kompakte 21300-serie op til den tunge 24100-serie.

Start med belastningsprofilen, ikke serienummeret

Radial belastning bestemmer lejestørrelsen; stødniveauet bestemmer serien. Et sfærisk rulleleje er et dobbeltrækket rulleleje med tøndeformede ruller, der løber på en kugleformet ydre løbebane, som lader akslen fungere med op til omkring 2 graders vinkelforskydning, mens den bærer tunge kombinerede radiale og aksiale belastninger i begge retninger.

Beregn den ækvivalente dynamiske lejebelastning P, før du åbner et katalog. For en kombineret radial belastning Fr og aksial belastning Fa, brug standardligningen P = X x Fr Y x Fa, hvor X og Y er de offentliggjorte faktorer for hver lejeserie. Derefter ganges steady-state belastningen med en servicefaktor, før du sammenligner den med den dynamiske belastningsgrad C: Brug 1,5-2,0 til transportbånd, ventilatorer og gearkasser og 2,0-3,0 for knusere, sigte og presser. Især vibrerende skærme udsætter lejer for spidsaccelerationer på 4-5 g, hvilket en statisk belastningsberegning aldrig afslører.

Når først P er kendt, følger den grundlæggende levetid fra L10 = (C/P)^(10/3) millioner omdrejninger. 10/3-eksponenten er Weibull-hældningen for liniekontaktrulleelementer, lavere end eksponenten 3, der bruges til kuglelejer, så rullelejer er mere følsomme over for små ændringer i belastningen. Skemaet nedenfor viser, hvorfor serievalg er vigtigt: Disse er vejledende dynamiske belastningsværdier for fire sfæriske rullelejerserier på den samme 100 mm aksel.

For standard transportørdrift og moderat stød, almindelig praksis i bygge- og mineudstyr er at starte med 22200-serien, som giver det bedste forhold mellem belastningskapacitet og kuvertstørrelse.

22200-serien sfærisk rulleleje til tung industriel brug Denne serie tilbyder et afbalanceret forhold mellem belastningskapacitet og størrelse, hvilket gør den til et praktisk førstevalg til transportbånd og mineudstyr. Dens selvjusterende design håndterer fejljustering og moderate aksiale belastninger i begge retninger. Se produkt →

Match hastighed, temperatur og burdesign

Den begrænsende hastighed af et sfærisk rulleleje er indstillet af burgeometri og rullemasse, ikke af boringsdiameteren alene. En 22220 smører op til omkring 2.400 r/min, en 23120 når omkring 2.800 r/min, og en 22320 stopper nær 1.800 r/min, fordi dens større ruller genererer mere centrifugalkraft.

Når driftshastigheden overstiger omkring 70 % af den begrænsende hastighed, skal du skifte fra standard pressestålbur til et bearbejdet messingbur. Messing kører køligere, overlever marginalsmøring bedre og tolererer de højere temperaturer, der findes i stålværker og cementfabrikker.

Temperaturen sætter den anden grænse. Standardlejer arbejder fra -30 °C til 120 °C; med varmestabiliserede ringe kører de samme lejer til 200 °C, men den valgte indvendige frigang skal åbnes for at absorbere forskellen i ekspansion mellem aksel, ring og hus. For store roterende aksler i ventilatorer, pumper og generatorer, hvor hastigheden betyder mere end den maksimale belastning, er 23000-serien det rigtige udgangspunkt.

23000 serien sfærisk rulleleje til højhastigheds roterende aksler Dette leje er designet til store aksler i ventilatorer, pumper og generatorer og prioriterer hastighed frem for ultimativ belastning. Den justerer sig selv for at kompensere for akselafbøjning og understøtter tunge radiale belastninger under krævende forhold. Se produkt →

Indstil intern frigang og smøring korrekt

Flere sfæriske rullelejer fejler på grund af forkert spillerum og dårlig smøring end på grund af ubehandlet overbelastning. Vælg den radiale indre frigang, før du bekræfter tilpasningen. En stram akselpasning forbruger 60-80 % af interferensgodkendelsen af ​​den monterede frigang, og operatøren kan ikke se tabet, før huset begynder at blive varmt.

• CN-klasse: standard for kontinuerlige maskiner med let til normal montering, såsom elektriske motorer og ventilatorer.
• C3-klasse: foretrukket til induktionsmonterede lejer, presser og enhver position med en temperaturgradient på over 10 °C mellem inder- og yderringe.
• C4 klasse: forbeholdt ovn, tørretumbler og andre højvarme positioner, hvor den ydre ring bliver varmere end akslen.

Til fedtsmøring skal du vælge et fedt, hvis basisolieviskositet svarer til hastigheden og temperaturen: typisk ISO VG 220 for et 80-150 mm boreleje, der kører ved 60-90 °C, og ISO VG 320-460 til cirkulerende oliesystemer i valseværker og tunge presser. Gensmøringsintervaller løber fra omkring 500 timers kontinuerlig tung service op til 4.000 timer for let belastede rene positioner.

Sammenlign serier om boring, belastning og hastighed sammen

Den samme borestørrelse kan bære næsten det dobbelte af belastningen, når du går fra en 22200-serie til en 22300-serie, så frys aldrig serien, før akseldiameteren og husets layout er fastsat. Sammenligningen nedenfor er den udvælgelsestabell, der bruges til de fleste tunge industristillinger.

Når den afgørende faktor er modstand mod stød og vibrationer, er 22300-serien det sædvanlige svar. Dens overdimensionerede ruller spreder kontaktspændingen over et større område, hvilket er præcis, hvad et knuserhoved eller et vibrerende skærmdæk kræver. Til de største ovne og møller er 24000- og 24100-serien den eneste praktiske løsning.

22300-serien sfærisk rulleleje til stød og vibrationer Med overdimensionerede ruller, der spreder kontaktspænding, passer denne serie til knusehoveder og vibrerende skærme. Den modstår stødbelastninger og fejljustering, mens den reducerer friktion og varmeudvikling i barske miljøer. Se produkt →

Bekræft pasformen og overvåg tegnene på problemer

Et leje er kun så pålideligt som akselsædet, hussædet og den smøring, der omgiver det. Før montering skal begge sæder måles for rundhed og tilspidsning: en afvigelse over IT5/2 på akseltappen vil forvrænge den indvendige ring og vise sig som et hot spot inden for den første times kørsel.

Brug en prespasning på den roterende ring: for en roterende inderring skal du vælge en akseltolerance på p6 eller r6; for en roterende ydre ring skal huspasningen være K7 eller M7. Monteres med en induktionsvarmer og aldrig hamre på ringfladen. Registrer den indvendige frigang før og efter montering, og bekræft, at reduktionen svarer til de forventede 60-80 % af prespasningsgodtgørelsen. Efter den første time bør husets temperatur falde i intervallet 60-90 °C; en stigning over 100 °C betyder, at frigangsklassen eller smøremidlet er forkert.

• Afskalning på den ene side af løbebanen: fejljustering eller en forvrænget husboring.
• Udskridningsmærker på rullerne: utilstrækkelig belastning eller for let radial pasform.
• Fritring på skaftsædet: en løs pasform eller et bøjet skaft.
• Mørkt, tørt fedt ved buret: eftersmøringsintervallet er for langt.

Ofte stillede spørgsmål

Lige svar på de spørgsmål, der oftest dukker op, når sfæriske rullelejer er specificeret til tungt industrielt udstyr.