Nøglefaktorer ved valg af cylindriske rullelejer til tunge belastninger

På en cementfabrik i Jiangsu-provinsen fejlede en NU2240 i ovndrevet gearkasse tre gange på otte måneder. Alle tre udskiftninger delte det samme varenummer, men kun den tredje leverandørs leje overlevede i et år. Hos Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company ser vi ofte dette mønster: belastningsværdien, buret, materialet, frigangen og smøringen bestemmer levetiden mere end borestørrelsen.

Start med belastningsklassificeringerne, ikke kun borestørrelsen

Borestørrelse definerer konvolutten; den grundlæggende dynamiske belastningsgrad C definerer levetiden. To NU2206 lejer med den samme 30 mm boring kan afvige med mere end 10 procent i C på grund af rulleantal og løbebanegeometri. C er den belastning, hvorunder 90 procent af en identisk gruppe gennemfører en million omdrejninger i den indre ring uden at blive træt. C0 styrer, hvor meget stød lejet absorberer, før løbebanerne deformeres.

Nedenstående diagram viser, hvorfor belastningsforholdet dominerer. ISO 281 giver den grundlæggende normerede levetid som L10 = (C/P)^(10/3) millioner omdrejninger. På grund af 10/3-eksponenten reducerer en 20 procents undervurdering af den ækvivalente belastning P den beregnede L10-levetid med ca. 45 procent.

For et praktisk overblik, læs vores analyse af cylindriske rullelejer i kraftigt maskineri .

Cylindriske rullelejer i NU200-serien med høj kapacitet Dette åbne cylindriske rulleleje tilbyder stor radial belastningskapacitet og stivhed med fri aksial bevægelse. Den passer til tunge belastninger og højhastighedsdrift, hvilket gør den relevant for at forstå, hvordan ribbearrangementet styrer aksial frihed. Se produkt →

Vælg designkoden: NU, NJ, NUP eller NF

Designkoden bestemmer, hvor skaftet kan vokse med temperaturen, og hvor det skal forblive fast. Cylindriske rullelejer er line-kontakt lejer: rullerne rører begge løbebaner langs en linje, hvilket giver høj radial stivhed, men accepterer næsten ingen aksial belastning og næsten ingen forskydning. NU, N, NJ, NUP og NF beskriver ribbearrangementet, der styrer aksial frihed.

Til lokaliseringspositionen i et tungt geardrev er NUP det klassiske valg, fordi det fikserer akslen aksialt i begge retninger. NJ lokaliserer kun i én retning og passer til arrangementer, hvor det modsatte tryk udføres andre steder. Under meget tunge kombinerede belastninger tilføjes et separat trykleje til aksialskæret.

NJ2200-serien enkeltribbede cylindriske rullelejer Med en enkelt-rib-indvendig ring og dobbelt-rib-ydre ring giver dette leje høj radial belastningskapacitet og aksial positionering i én retning. Det passer til gearkasser og tungt maskineri, og passer til diskussionen om lokalisering af positioner og krav til bur. Se produkt →

Match buret til belastningsspektret

Buret er en bærende struktur, ikke et afstandsstykke. Under vibrationer, stød eller omvendt drejningsmoment deformeres et svagt bur, rulleafstanden bliver uregelmæssig, og lejet bevæger sig fra støj til krampe. Tre familier dominerer specifikationer for tung belastning: bearbejdet messing, stemplet stål og polyamid.

Under konstant kraftig radial belastning styrer et todelt bearbejdet messingbur hver rulle i sin egen lomme og holder afstanden ensartet, mens ringene bøjes elastisk. Et stemplet stålbur er lettere og passer til højere hastigheder med moderat belastning. Undgå polyamid over 120°C eller med aggressive syntetiske olier.

Vælg materialekvaliteten til stødkassen

Materialekvaliteten afgør, om lejet overlever stød, ikke om det bærer konstant radial belastning. De fleste cylindriske rullelejer er gennemhærdet SAE 52100 kromstål ved 58 til 62 HRC, passende til vedvarende tung belastning. Hvor påvirkninger er rutineprægede, som i entreprenørudstyr og mineskovle, skal du bruge kasse-karburiseret stål: en hård kerne med en hård kasse, der tåler kortvarige overbelastninger uden at revne. Vores byggebranchens side dækker disse applikationer i detaljer.

• SAE 52100 (GCr15): standard for kontinuerlig kraftig radial belastning med begrænset stød.
• Case-karbureret lav-carbon legeret stål: til knusere, vibrationssigte og mølledrev med kontinuerlig slagbelastning.
• Dimensionsstabiliserede kvaliteter (S1 til S3): til driftstemperaturer over 150°C, hvor størrelsesstabilitet har betydning.
• Højere præcisionsklasser (P6): Forbedre belastningsfordelingen, når akslens eller husets justering ikke kan være perfekt.

Indstil den indre frigang og tilpasninger før smøring

Indvendig spillerum forbruges af interferenspasningen og af, at den indre ring bliver varmere end den ydre ring. Hvis betjeningsafstanden når nul, vil rullerne kile, skride og udtvære løbebanerne. Derfor er C3 standard for tunge belastninger, og C4 er forbeholdt kraftige stød eller høje temperaturforskelle.

Smøring er den sidste lastbærende komponent. For oliesmurte gearkasser under kraftig radial belastning er ISO VG 320 med EP-additiver en almindelig start; positioner med lav hastighed og kraftige stød bruger ISO VG 460 eller 680. ISO 281 justerer levetiden med viskositetsforholdet kappa. Mål en kappa mellem 2 og 4, og bekræft, at den beregnede filmtykkelse overstiger den sammensatte overfladeruhed.

NUP200-serien dobbeltribbede cylindriske rullelejer Dette adskillelige design med to sideholderringe håndterer radiale belastninger og små aksiale belastninger, hvilket giver høj stivhed og nem installation. Den passer til konteksten for placering af positioner i geardrev og de endelige specifikationsbeslutninger for lejevalg. Se produkt →

En 5-trins tjekliste til valg af tung belastning

En pålidelig specifikation er fem sekventielle beslutninger, truffet i rækkefølge, så ingen generisk tilpasning tvinges til et ikke-kvantificeret belastningstilfælde.

1. Kvantificer belastningsspektret: optag maksimal radial belastning, tid ved hvert belastningsniveau, hastighedsprofil, aksiale belastninger og stødhændelser.
2. Vælg designkoden: NU for flydende position, NUP eller NJ for lokaliseringsposition, baseret på termisk ekspansion.
3. Bekræft klassificeringerne: bekræft C og C0 mod den beregnede ækvivalente belastning, og kontroller s0 for det værste stødtilfælde.
4. Vælg bur, materiale og frigang: bearbejdet messing til vibration, kasse-karbureret stål til stød, C3 til tung kontinuerlig belastning.
5. Definer pasform og smøring: Vælg aksel og hus passer fra driftstilstandstabellen, og vælg derefter olieviskositet for at holde kappa mellem 2 og 4.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad betyder C og C0 i specifikationer for cylindriske rullelejer?

C er den grundlæggende dynamiske belastningsværdi, den belastning, under hvilken 90 procent af en identisk lejegruppe overlever en million omdrejninger. C0 er den grundlæggende statiske belastningsværdi, den belastning, der giver permanent deformation på 0,0001 gange rullediameteren ved den største kontakt. Brug C til beregninger af udmattelseslevetid og C0 til den statiske sikkerhedsfaktor s0 = C0/P0 under stødforhold.

Hvornår skal jeg bruge et NJ-leje i stedet for et NUP-leje?

Anvend NUP, hvor akslen skal være placeret aksialt i begge retninger, hvilket er standard arrangement med fast position i et geardrev. Brug NJ, hvor placering kun er nødvendig i én retning, og det modsatte tryk bæres af en anden komponent, fordi NJ-samlingen er enklere og ikke har nogen løs ribbering.

Hvorfor bruger tunge cylindriske rullelejer normalt C3 spillerum?

En interferenspasning på akslen og en varmere inderring fjerner en stor del af den nominelle frigang under drift. Hvis driftsafstanden nærmer sig nul, kiles rullerne og skrider, hvilket forårsager udtværing og hurtig fejl. C3 giver en sikkerhedsmargin for monterede, varmløbende arrangementer, og C4 er forbeholdt stødbelastninger og høje temperaturforskelle.

Kan jeg udskifte et sfærisk rulleleje med et cylindrisk rulleleje?

Kun hvis justering er kontrolleret. Et standard cylindrisk rulleleje accepterer ca. 1 til 2 bueminutters forskydning, mens et sfærisk rulleleje håndterer omkring 1 grad eller mere. Hvis akslen afbøjes under belastning, kantbelastes et cylindrisk rulleleje og svigter hurtigt på trods af en højere radial værdi. Bekræft justering af hus og aksel, før du foretager ændringen.