Cum să preîncărcați un rulment: metode pas cu pas și greșeli frecvente de evitat

Preîncărcarea rulmentului este una dintre acele ajustări care arată simplu până când un ansamblu se încinge. Răspunsul scurt este că preîncărcarea unui rulment înseamnă eliminarea intenționată a jocului intern prin aplicarea unei sarcini axiale controlate, astfel încât elementele de rulare să rămână în contact cu canalele de rulare. Făcut corect, face un ax mai rigid, mai silențios și mai precis. Efectuat prost, creează căldură, zgomot și eșec timpuriu. Dacă v-ați întrebat vreodată de ce un ax rămâne silențios la 20.000 rpm în timp ce unul identic scânci, diferența este adesea preîncărcare. Acest ghid vă prezintă cele două metode principale de preîncărcare, cum să decideți nivelul potrivit și unde tehnicienii pierd cel mai adesea lupta.

De ce preîncărcați un rulment?

Gândiți-vă la un ax de frezat care trebuie să țină o freză stabilă în timp ce sarcina se schimbă cu fiecare așchie. Dacă rulmentul are joc intern, arborele se poate deplasa cu câțiva micrometri în direcția axială, unealta vibrează, iar finisarea suprafeței se degradează. Preîncărcarea închide acel spațiu și pune elementele de rulare într-o condiție de contact elastic constant. Motivele practice pentru preîncărcarea unui rulment sunt îmbunătățirea rigidității, reducerea zgomotului, menținerea unei poziții precise a arborelui, prevenirea derapajului mingii la sarcini ușoare și compensarea uzurii scaunului sau a dilatației termice. Axuri de mașini-unelte, instrumente de măsură și echipament medical depinde de preîncărcare pentru o precizie repetabilă.

Preîncărcarea nu este același lucru cu strângerea piuliței până când se simte strânsă. Ținta este o sarcină internă definită, nu cuplul maxim. În termeni de inginerie, creați compresie între inelele interioare și exterioare prin elementele de rulare.

Preîncărcare de poziție vs. Preîncărcare cu presiune constantă

Majoritatea sistemelor de preîncărcare se împart în două familii: preîncărcare de poziție și preîncărcare cu presiune constantă. Preîncărcarea de poziție folosește distanțiere, lame sau piulițe de blocare pentru a fixa rulmenții la o distanță stabilită. Forța de preîncărcare este blocată de dimensiunea distanțierului în raport cu lățimea rulmentului; odată instalat, sistemul nu se poate mișca. Preîncărcarea la presiune constantă folosește un arc, cum ar fi un arc ondulat sau un arc elicoidal, pentru a presa împreună inelele rulmentului. Arcul menține forța aplicată aproximativ constantă, chiar dacă rulmentul și arborele cresc odată cu temperatura.

Ambele metode sunt comune la rulmenții cu bile cu contact unghiular, deoarece linia de contact dintre bilă și calea de rulare transformă o preîncărcare axială într-o rigiditate radială previzibilă. Pentru mai multe informații despre acest tip de rulment, consultați ghidaj lagăr cu bile cu contact unghiular . Preîncărcarea de poziție oferă o rigiditate ridicată, dar poate supraîncărca rulmentul atunci când căldura extinde arborele. Preîncărcarea la presiune constantă este mai îngăduitoare în aplicațiile de mare viteză, deoarece forța nu crește odată cu creșterea temperaturii. Atunci când comandați rulmenți cu contact unghiular pentru seturi preîncărcate, toleranța la lățime și paralelismul contează mai mult decât dimensiunea nominală a alezajului. Un set de perechi potrivit din fabrică simplifică asamblarea și oferă o partajare consistentă a sarcinii.

Rulmenți cu bile cu contact unghiular seria 7000 pentru aplicații de mare viteză Cu un unghi de contact de 15 grade, acești rulmenți de precizie se potrivesc mașinilor de mare viteză și zgomot redus. Se potrivesc bine cu preîncărcare ușoară discutată în apropiere, oferind rigiditate și frecare scăzută pentru ax. Vizualizare produs →

Cum se compară cele două metode

Cum să determinați preîncărcarea corectă

Alegerea preîncărcării potrivite se referă mai mult la aplicare decât la cuplu. Preîncărcarea ușoară este de obicei suficientă pentru echipamentele sensibile la zgomot care funcționează la viteză mare, cum ar fi motoarele electrice mici. Preîncărcarea grea este rezervată aplicațiilor în care rigiditatea contează mai mult decât căldura, cum ar fi fusurile mașinilor-unelte. O abordare practică este să porniți de la recomandarea producătorului rulmentului pentru un anumit aranjament, apoi să verificați cu cuplul de rupere sau deformarea axială. La o pereche de contacte unghiulare, o mică modificare a cuplului piuliței de blocare poate schimba semnificativ sarcina internă, deci folosiți întotdeauna o cheie dinamometrică și înregistrați valoarea finală. Când seria corectă de rulmenți este deja montată, rezistența măsurată ar trebui să fie netedă pe cel puțin două ture complete.

O regulă utilă este preîncărcare mai ușoară pentru viteză, preîncărcare mai grea pentru rigiditate. În multe serii comune, diferența dintre preîncărcare ușoară și medie este de doar câțiva micrometri de interferență. Dacă fișa de date a producătorului nu este disponibilă, utilizați o scară cu arc și măsurați cuplul de frecare în timp ce rotiți încet inelul exterior; aceasta oferă o linie de bază reproductibilă. Creșterea temperaturii de funcționare în prima oră este verdictul final. Dacă carcasa urcă cu mai mult de 20°C deasupra mediului ambiant și continuă să crească, reduceți preîncărcarea înainte de apariția unor deteriorări suplimentare.

Rulmenți cu bile cu contact unghiular seria 7200 pentru sarcini grele Având un unghi de contact mai mare, această serie suportă sarcini axiale substanțiale și rigiditate ridicată. Ideal atunci când preîncărcarea și rigiditatea mai grea sunt prioritare, așa cum se menționează în ghidajele din jur. Vizualizare produs →

Procedura de preîncărcare pas cu pas

Odată ce preîncărcarea țintă este cunoscută, lucrați prin ansamblu într-o ordine fixă. Aceeași secvență se aplică pentru majoritatea aranjamentelor de arbore, motor și cutie de viteze.

1. Curățați arborele și carcasa, apoi debavurați toate fețele de contact și colțurile umerilor. Murdăria de sub inelul interior sau exterior deformează măsurarea preîncărcării și poate zgâria suprafețele de așezare.
2. Verificați codurile de aranjare a rulmenților. Pentru perechile potrivite, aranjamentul DB, DF sau DT trebuie instalat exact așa cum este marcat; inversarea unei perechi modifică direcția unghiului de contact și comportamentul de preîncărcare.
3. Așezați perechea de rulmenți și orice distanțiere sau lamele pe arbore. Păstrați inelele aliniate cu punctele de contact ale canalului de rulare; un distanțier nealiniat provoacă o sarcină neuniformă asupra bilelor.
4. Strângeți piulița de blocare sau piulița de strângere treptat, în etape. Rotiți rulmentul după fiecare etapă. Rezistența ar trebui să crească fără probleme, să nu se prindă sau să se lege într-o poziție unghiulară.
5. Măsurați preîncărcarea rezultată. Acest lucru se poate face prin verificarea deplasării axiale cu un comparator sau prin măsurarea cuplului de rupere al rulmentului sub o sarcină axială definită.
6. După strângerea finală, rotiți arborele cu mâna. Ar trebui să se rotească fără probleme cu o ușoară glisare uniformă. Apoi rulați ansamblul la viteză mică și urmăriți creșterea temperaturii.

Nu sări peste verificarea rotației după fiecare etapă. Distanțierele se pot distorsiona dacă nu sunt pătrate, iar acest lucru apare de obicei ca un punct strâns care apare la același unghi al arborelui la fiecare revoluție. Dacă preîncărcarea este în afara intervalului așteptat, opriți și corectați cauza, nu forțați piulița mai strânsă.

Greșeli frecvente și sfaturi practice

Cele mai multe probleme de teren se regăsesc la câteva greșeli repetate. Strângerea excesivă este cea mai comună: un tehnician tratează preîncărcarea ca o forță obișnuită de strângere și se termină cu un ax care se încinge rapid. Căldura extinde inelul interior și arborele, ceea ce ridică și mai mult preîncărcarea, creând o fugă termică. O altă greșeală este ignorarea creșterii termice a arborelui; câțiva micrometri de expansiune măresc semnificativ sarcina pe o pereche preîncărcată.

Ungerea schimbă și imaginea. Unsoarea excesivă la pornire crește cuplul de rupere, iar unsoarea greșită poate masca o citire corectă de preîncărcare până când mașina funcționează. Nu reutilizați niciodată un rulment care a funcționat cu brineling fals: odată ce căile de rulare sunt stricate, nicio reglare a preîncărcării nu îi va restabili netezimea. Primul semn al unei probleme este de obicei o creștere constantă a temperaturii, astfel încât înregistrarea temperaturii rulmentului în timpul rulării inițiale merită efortul mic.

Preîncărcarea unui rulment nu este o singură valoare a piuliței de blocare; este o decizie de sistem care conectează tipul rulmentului, distanța, rata arcului, temperatura de funcționare și lubrifierea. Calea sigură este selectarea rulmenților proiectați pentru preîncărcare, instalarea lor în aranjamentul corect și verificarea rezultatului prin verificări de rezistență, cuplu și temperatură. Cea mai bună procedură de configurare din lume nu poate compensa geometria inconsecventă a căii de rulare, așa că un furnizor cu control din fabrică și inspecție a calității este alegerea potrivită. Rulmenții noștri cu bile cu contact unghiular sunt prelucrați cu consistența lățimii necesară pentru preîncărcare previzibilă. Cumpărați de la cineva care poate explica povestea toleranței și stă în spatele procesului de fabricație.