Kako optimizirati strukturu kugličnog ležaja s dubokim utorom za poboljšanje nosivosti?

Kao neizostavna komponenta u sustavima mehaničkog prijenosa, Kuglični ležajevi s dubokim utorima naširoko se koriste u raznim rotirajućim strojevima, kao što su motori, automobilske glavčine, vretena alatnih strojeva itd. Ima jednostavan dizajn, niske troškove proizvodnje i pouzdan rad. Međutim, u uvjetima sve strožih radnih uvjeta, poboljšanje nosivosti postalo je važno pitanje. U ovom će se članku raspravljati o tome kako optimizirati strukturu kugličnog ležaja s dubokim utorima u smislu odabira materijala, konstrukcijskog dizajna, sustava podmazivanja, procesa toplinske obrade i podešavanja prednaprezanja kako bi se poboljšao njegov kapacitet nosivosti.
1. Izbor materijala
1.1 Optimizacija ležajnog čelika
Tradicionalni kuglični ležajevi s dubokim utorima uglavnom su izrađeni od čelika s visokim udjelom ugljika koji sadrži krom (kao što je GCr15). Ovaj materijal ima dobru otpornost na trošenje, otpornost na zamor i određenu žilavost. Međutim, kako bi se dodatno povećala nosivost, mogu se razmotriti materijali s većom učinkom kao što su martenzitni nehrđajući čelik ili keramički materijali. Keramički materijali imaju izuzetno visoku tvrdoću, otpornost na habanje i koroziju, što može značajno produžiti vijek trajanja i nosivost ležajeva. Međutim, cijena je visoka i izbor treba odvagnuti prema specifičnim scenarijima primjene.
1.2 Poboljšanje materijala kotrljajućih elemenata
Kotrljajuća tijela (tj. čelične kuglice) su dio koji nosi glavno opterećenje u kugličnim ležajevima s dubokim utorima. Korištenje čeličnih ili keramičkih materijala za ležaje višeg stupnja za izradu kotrljajućih elemenata može smanjiti kontaktno naprezanje, poboljšati otpornost na habanje i tako poboljšati ukupni kapacitet nosivosti ležaja.
2. Optimizacija konstrukcijskog dizajna
2.1 Optimizacija oblika kanala
Oblik utora kugličnih ležajeva s dubokim utorima izravno utječe na kontaktno naprezanje i stvaranje uljnog filma između kotrljajućih tijela te unutarnjeg i vanjskog prstena. Optimiziranjem parametara kao što su polumjer zakrivljenosti kanala i kontaktni kut, koncentracija kontaktnog naprezanja može se smanjiti i poboljšati uvjeti podmazivanja, čime se povećava nosivost i životni vijek.
2.2 Povećajte širinu staze
Odgovarajuće povećanje širine staze može raspršiti opterećenje i smanjiti kontaktno naprezanje po jedinici površine, čime se poboljšava nosivost. Međutim, treba napomenuti da će povećanje širine staze također povećati ukupnu veličinu i težinu ležaja, što treba sveobuhvatno razmotriti.
2.3 Optimizirajte dizajn kaveza
Kavez se koristi za podupiranje i vođenje kotrljajućih tijela, a njegov dizajn ima važan utjecaj na nesmetan rad i nosivost ležaja. Optimiziranje strukture i materijala kaveza, kao što je korištenje laganih materijala visoke čvrstoće, može smanjiti sile inercije i poboljšati brzinu odziva i nosivost ležaja.
3. Optimizacija sustava podmazivanja
3.1 Odaberite pravo mazivo
Izbor maziva izravno utječe na trenje, trošenje i porast temperature ležaja. Odabir odgovarajućeg maziva (kao što je ulje za podmazivanje ili mast) u skladu s radnim uvjetima može značajno smanjiti koeficijent trenja, smanjiti trošenje i poboljšati nosivost i vijek trajanja ležaja.
3.2 Optimizirajte metodu podmazivanja
Korištenje naprednih metoda podmazivanja, kao što je podmazivanje uljnom maglicom, podmazivanje uljem i plinom, itd., može učinkovitije dostaviti mazivo u kontaktno područje ležaja kako bi se formirao stabilan uljni film, čime se poboljšava učinak podmazivanja i povećava nosivost.
4. Optimizacija procesa toplinske obrade
Optimiziranjem procesa toplinske obrade, kao što je povećanje temperature kaljenja, prilagodba procesa kaljenja itd., mogu se poboljšati struktura i performanse materijala ležaja, može se povećati tvrdoća i žilavost materijala, a nosivost kapacitet i vijek trajanja ležaja mogu se poboljšati.
5. Podešavanje predopterećenja
Razumno predopterećenje može smanjiti vibracije i buku tijekom rada ležaja i poboljšati točnost i stabilnost rada. U skladu sa specifičnim radnim uvjetima, sila predopterećenja ležaja je prilagođena tako da ne samo da može zadovoljiti zahtjeve nosivosti, već i izbjeći prekomjernu koncentraciju naprezanja, čime se poboljšava ukupna izvedba ležaja.
Optimiziranjem odabira materijala, konstrukcijskog dizajna, sustava podmazivanja, procesa toplinske obrade i podešavanja predopterećenja, nosivost kugličnog ležaja s dubokim utorima može se značajno poboljšati. Ove mjere optimizacije treba sveobuhvatno razmotriti i odvagnuti na temelju specifičnih scenarija primjene i potreba za postizanje najboljih rezultata.