Hogyan válasszunk csapágyat

Manapság sokféle csapágy létezik, és nagyon kevés információ áll rendelkezésre a köztük lévő különbségekről.Talán feltette már magának a kérdést, hogy „melyik csapágy lesz a legjobb az Ön alkalmazásához?”Vagy „hogyan válasszak csapágyat?”Ez a cikk segít megválaszolni ezeket a kérdéseket.
Először is tudnia kell, hogy a legtöbb gördülőelemmel rendelkező csapágy két nagy csoportba sorolható:

Golyóscsapágy
Gördülőcsapágyak
Ezeken a csoportokon belül a csapágyak alkategóriái vannak, amelyek egyedi jellemzőkkel vagy optimalizált kialakítással rendelkeznek a teljesítmény fokozása érdekében.
Ebben a cikkben azt a négy dolgot ismertetjük, amelyeket tudnia kell az alkalmazásáról a megfelelő csapágytípus kiválasztásához.

Keresse meg a csapágyterhelést és a teherbírást
A csapágyterheléseket általában úgy határozzák meg, mint azt a reakcióerőt, amelyet az alkatrész a csapágyra gyakorol használat közben.
Az alkalmazáshoz megfelelő csapágy kiválasztásakor először meg kell találnia a csapágy terhelhetőségét.A teherbírás az a terhelés mértéke, amelyet a csapágy elbír, és ez az egyik legfontosabb tényező a csapágy kiválasztásánál.
A csapágyterhelés lehet axiális (tolóerő), radiális vagy kombinációs.
Axiális (vagy tolóerős) csapágyterhelésről akkor beszélünk, ha az erő párhuzamos a tengely tengelyével.
Radiális csapágyterhelésről akkor beszélünk, ha az erő merőleges a tengelyre.Ekkor kombinált csapágyterhelésről van szó, amikor párhuzamos és merőleges erők szögerőt hoznak létre a tengelyhez képest.

Hogyan osztják el a terhelést a golyóscsapágyak
A golyóscsapágyak gömb alakú golyókkal vannak kialakítva, és közepes méretű felületen képesek elosztani a terhelést.Általában jobban működnek a kis és közepes méretű rakományoknál, egyetlen érintkezési ponton keresztül terítik a terheket.
Az alábbiakban egy gyors referencia a csapágyterhelés típusához és a munkához legjobban megfelelő golyóscsapágyhoz:
Radiális (a tengelyre merőleges) és kis terhelések: Válasszon radiális golyóscsapágyakat (más néven mélyhornyú golyóscsapágyakat).A radiális csapágyak a legelterjedtebb csapágytípusok a piacon.
Axiális (tolóerő) (a tengellyel párhuzamos) terhelések: válasszon nyomógolyós csapágyakat
Kombinált, radiális és axiális terhelések: válasszon szögletes érintkezőcsapágyat.A golyók olyan szögben érintkeznek a futópályával, amely jobban támogatja a kombinált terhelést.
Gördülőcsapágyak és csapágyterhelés
A gördülőcsapágyakat hengeres görgőkkel tervezték, amelyek nagyobb felületen képesek elosztani a terhelést, mint a golyóscsapágyak.Általában jobban működnek nagy terhelésű alkalmazásoknál.

Az alábbiakban egy gyors referencia a csapágyterhelés típusához és a munkához legjobban megfelelő gördülőcsapágyhoz:
Radiális (a tengelyre merőleges) terhelések: Válasszon szabványos hengeres görgős csapágyakat
Axiális (tolóerő) (a tengellyel párhuzamos) terhelések: válasszon hengeres nyomócsapágyakat
Kombinált, radiális és axiális terhelések: Válasszon kúpgörgős csapágyat
Forgási sebességek
Az alkalmazás forgási sebessége a következő tényező, amelyet figyelembe kell venni a csapágy kiválasztásakor.
Ha az alkalmazás nagy fordulatszámon működik, akkor általában a golyóscsapágyak a preferált választás.Jobban teljesítenek nagyobb sebességnél, és nagyobb fordulatszám-tartományt kínálnak, mint a gördülőcsapágyak.
Ennek egyik oka, hogy a gördülőelem és a futópályák közötti érintkezés egy golyóscsapágyban nem érintkezési vonal, hanem pont, mint a gördülőcsapágyakban.Mivel a gördülő elemek a felületen gördülve benyomódnak a futópályába, sokkal kisebb felületi deformáció lép fel a golyóscsapágyak pontterhelésében.

Centrifugális erő és csapágyak
Egy másik ok, amiért a golyóscsapágy jobb nagy sebességű alkalmazásokhoz, a centrifugális erők miatt van.A centrifugális erő olyan erő, amely a középpont körül mozgó testet kifelé nyomja, és a test tehetetlenségéből ered.
A centrifugális erő a csapágysebesség fő korlátozó tényezője, mivel radiális és axiális terhelésekké alakul át a csapágyon.Mivel a gördülőcsapágyak tömege nagyobb, mint a golyóscsapágyaké, a gördülőcsapágy nagyobb centrifugális erőt hoz létre, mint egy azonos méretű golyóscsapágy.

Csökkentse a centrifugális erőt a kerámia golyós anyaggal
Néha egy alkalmazás sebessége meghaladja a golyóscsapágy sebességértékét.
Ha ez megtörténik, egyszerű és általános megoldás a golyóscsapágy anyagának acélról kerámiára váltása.Ez a csapágy mérete változatlan marad, de nagyjából 25%-kal nagyobb fordulatszámot biztosít.Mivel a kerámia anyaga könnyebb, mint az acél, a kerámia golyók kisebb centrifugális erőt termelnek bármely adott sebesség mellett.

A nagy sebességű alkalmazások a legjobban a szögérintkezős csapágyakkal működnek
A szögletes csapágyak a legjobb csapágyválasztás nagy sebességű alkalmazásokhoz.Ennek egyik oka az, hogy a golyók kisebbek, a kisebb golyók pedig kisebb súlyúak és kisebb centrifugális erőt produkálnak forgás közben.A szögérintkezős csapágyak beépített előfeszítéssel is rendelkeznek, amely centrifugális erőkkel dolgozik, hogy megfelelően gördítse a golyókat a csapágyban.
Ha nagy sebességű alkalmazást tervez, akkor nagy pontosságú csapágyat szeretne, általában az ABEC 7 precíziós osztályba tartozik.
Egy kisebb precíziós csapágy gyártása során nagyobb „mozgástérrel” rendelkezik, mint egy nagy pontosságú csapágy.Ezért amikor a csapágyat nagy sebességgel használják, a golyók gyorsan átgurulnak a csapágypályán, kevésbé megbízhatóan, ami a csapágy meghibásodásához vezethet.
A nagy pontosságú csapágyakat szigorú szabványok szerint gyártják, és gyártáskor nagyon kevés eltérést mutatnak a specifikációktól.A nagy pontosságú csapágyak megbízhatóak a gyorsan menő alkalmazásokhoz, mert jó kölcsönhatást biztosítanak a golyóval és a versenypályával.

Csapágy kifutás és merevség
A csapágy kifutása az a mennyiség, amennyit a tengely forgás közben a geometriai középpontja körül kering.Egyes alkalmazások, például a forgácsolószerszám orsói, csak kis eltéréseket tesznek lehetővé a forgó alkatrészeken.
Ha ilyen alkalmazást tervez, akkor válasszon egy nagy pontosságú csapágyat, mert ez kisebb rendszerkiütéseket produkál a szűk tűrések miatt, amelyekre a csapágyat gyártották.
A csapágymerevség az az erővel szembeni ellenállás, amely miatt a tengely eltér a tengelyétől, és kulcsszerepet játszik a tengely kifutásának minimalizálásában.A csapágy merevsége a gördülőelem és a futópálya kölcsönhatásából adódik.Minél jobban benyomódik a gördülőelem a futópályába, ami rugalmas deformációt okoz, annál nagyobb a merevség.

A csapágy merevségét általában a következők szerint osztályozzák:
Axiális merevség
Radiális merevség
Minél nagyobb a csapágy merevsége, annál nagyobb erőre van szükség a tengely mozgatásához használat közben.
Nézzük meg, hogyan működik ez a precíziós szögérintkezős csapágyakkal.Ezek a csapágyak általában a belső és a külső futópálya között gyártott eltolással vannak ellátva.A szögletes érintkezőcsapágyak felszerelésekor az eltolás megszűnik, aminek következtében a golyók külső erő nélkül benyomódnak a futópályába.Ezt előfeszítésnek nevezik, és a folyamat növeli a csapágy merevségét még azelőtt, hogy a csapágy bármilyen alkalmazási erőt észlelne.

Csapágykenés
A csapágykenési igények ismerete fontos a megfelelő csapágyak kiválasztásához, és ezt már az alkalmazás tervezésénél figyelembe kell venni.A nem megfelelő kenés a csapágyak meghibásodásának egyik leggyakoribb oka.
A kenés olajfilmet hoz létre a gördülőelem és a csapágypálya között, amely segít megelőzni a súrlódást és a túlmelegedést.
A kenés legelterjedtebb fajtája a zsír, amely sűrítőanyagot tartalmazó olajból áll.A sűrítőszer a helyén tartja az olajat, így nem hagyja el a csapágyat.Amikor a golyós (golyóscsapágy) vagy a görgős (görgőscsapágy) a zsíron gördül, a sűrítőszer elválik, és csak az olajréteg marad a gördülőelem és a csapágypályája között.Miután a gördülőelem elhaladt, az olaj és a sűrítőanyag újra összekapcsolódik.
Nagy sebességű alkalmazásoknál fontos tudni, hogy az olaj és a sűrítő milyen sebességgel tud szétválni és újra egyesülni.Ezt nevezzük alkalmazás vagy csapágy n*dm értékének.
A zsír kiválasztása előtt meg kell találnia az alkalmazások ndm értékét.Ehhez szorozza meg az alkalmazások fordulatszámát a csapágyban lévő golyók középpontjának átmérőjével (dm).Hasonlítsa össze az ndm értékét a zsír maximális fordulatszámának értékével, amely az adatlapon található.
Ha az n*dm értéke magasabb, mint az adatlapon szereplő zsír max. fordulatszám értéke, akkor a zsír nem lesz képes elegendő kenést biztosítani, és idő előtti meghibásodás lép fel.
Egy másik kenési lehetőség a nagy sebességű alkalmazásokhoz az olajköd rendszerek, amelyek összekeverik az olajat sűrített levegővel, majd mért időközönként befecskendezik a csapágypályába.Ez az opció költségesebb, mint a zsírkenés, mert külső keverő- és adagolórendszerre, valamint szűrt sűrített levegőre van szükség.Az olajköd-rendszerek azonban lehetővé teszik, hogy a csapágyak nagyobb fordulatszámon működjenek, miközben kisebb mennyiségű hőt termelnek, mint a zsírozott csapágyak.
Alacsonyabb sebességű alkalmazásoknál gyakori az olajfürdő.Olajfürdőről beszélünk, amikor a csapágy egy része olajba merül.A szélsőséges körülmények között működő csapágyak esetében a kőolaj alapú kenőanyag helyett száraz kenőanyag is használható, de a csapágy élettartama jellemzően lerövidül, mivel a kenőanyag filmrétege idővel lebomlik.Néhány további tényezőt is figyelembe kell venni, amikor kenőanyagot választ az alkalmazáshoz, tekintse meg részletes cikkünket „Minden, amit a csapágykenésről tudnod kell.

Összegzés: Hogyan válasszunk csapágyat
Hogyan válasszuk ki a megfelelő csapágyat az alkalmazáshoz:

Keresse meg a csapágyterhelést és a teherbírást
Először is ismerje meg a csapágyterhelés típusát és mértékét, amelyet az alkalmazás a csapágyra helyez.A kis és közepes méretű terhek általában golyóscsapágyakkal működnek a legjobban.A nagy terhelésű alkalmazások általában gördülőcsapágyakkal működnek a legjobban.

Ismerje meg alkalmazása forgási sebességét
Határozza meg az alkalmazás forgási sebességét.A nagy fordulatszámok (RPM) általában golyóscsapágyakkal működnek a legjobban, az alacsonyabb fordulatszámok pedig görgőscsapágyakkal.

A csapágy kifutásának és merevségének tényezője
Azt is meg kell határoznia, hogy az alkalmazás milyen futtatást tesz lehetővé.Ha az alkalmazás csak kis eltéréseket enged meg, akkor valószínűleg a golyóscsapágy a legjobb választás.

Találja meg a megfelelő kenést a csapágyakhoz
Nagy sebességű alkalmazásoknál számítsa ki az n*dm értékét, és ha ez magasabb, mint a zsír maximális fordulatszáma, akkor a zsír nem lesz képes elegendő kenést biztosítani.Vannak más lehetőségek is, például az olajpárásítás.Alacsony fordulatszámú alkalmazásokhoz az olajfürdő jó választás.
Kérdések?Helyszíni mérnökeink szívesen állnak rendelkezésére, és segítenek kiválasztani az alkalmazásához legmegfelelőbb csapágyat.