Niezawodność układów łożyskowych jest zawsze gorącym tematem w produktach silników elektrycznych. W poprzednich artykułach dużo mówiliśmy na temat problemów z dźwiękiem łożysk, problemów z prądem na wale, problemów z nagrzewaniem łożysk i tak dalej. W tym artykule skupiono się na luzie w łożysku silnika, to znaczy na tym, w jakim stanie luzu łożysko pracuje bardziej racjonalnie.
Aby łożysko dobrze funkcjonowało, bardzo ważny jest luz promieniowy. Ogólne zasady kontroli i opanowania: Luz roboczy łożysk kulkowych powinien wynosić zero lub mieć niewielkie napięcie wstępne. Jednakże w przypadku łożysk, takich jak wałeczki walcowe i baryłkowe, podczas pracy należy pozostawić pewien luz resztkowy, nawet jeśli jest to niewielki luz.
W zależności od zastosowania w układzie łożyskowym wymagany jest dodatni lub ujemny luz roboczy. W większości przypadków luz roboczy powinien mieć wartość dodatnią, to znaczy, gdy łożysko pracuje, występuje pewien luz resztkowy. Z drugiej strony istnieje wiele zastosowań, które wymagają ujemnego luzu roboczego – np. napięcia wstępnego.
Napięcie wstępne jest zazwyczaj regulowane podczas instalacji w temperaturze otoczenia (tzn. na etapie projektowania i produkcji silnika). Jeśli podczas pracy wzrost temperatury wału będzie większy niż gniazda łożyska, napięcie wstępne wzrośnie.
Gdy wał zostanie podgrzany i rozszerzony, średnica wału wzrośnie, a także się wydłuży. Pod wpływem rozszerzania promieniowego luz promieniowy łożyska zmniejszy się, to znaczy wzrośnie napięcie wstępne. Pod wpływem wydłużenia osiowego napięcie wstępne ulegnie dalszemu zwiększeniu, ale napięcie wstępne układu łożysk rozbieżnych ulegnie zmniejszeniu. W przypadku łożysk w układzie rozbieżnym, jeśli istnieje określona odległość między łożyskami a łożyskami, a powiązane elementy mają ten sam współczynnik rozszerzalności cieplnej, skutki rozszerzalności promieniowej i osiowej napięcia wstępnego znoszą się wzajemnie, więc wstępne ładowanie nie nastąpi. Różnorodność.
Do najważniejszych funkcji napięcia wstępnego łożyska należą: poprawa sztywności, redukcja hałasu, poprawa dokładności prowadzenia wału, kompensacja zużycia podczas pracy, wydłużenie żywotności i poprawa sztywności. Sztywność łożyska to stosunek siły działającej na łożysko do jego odkształcenia sprężystego. Odkształcenie sprężyste spowodowane obciążeniem w pewnym zakresie łożyska obciążonego wstępnie jest mniejsze niż w przypadku łożyska bez napięcia wstępnego.
Im mniejszy luz roboczy łożyska, tym lepsze prowadzenie elementów tocznych w strefie jałowej i niższy poziom hałasu łożyska podczas pracy. Pod wpływem napięcia wstępnego ugięcie wału pod wpływem siły będzie zostać zmniejszona, dzięki czemu można poprawić dokładność prowadzenia wału. Na przykład łożyska zębnika i łożyska mechanizmu różnicowego można wstępnie naprężyć, aby poprawić sztywność i precyzję prowadzenia wału, dzięki czemu zazębienie kół zębatych będzie bardziej precyzyjne i stabilne oraz minimalizowane będą dodatkowe siły dynamiczne. Dzięki temu podczas pracy będzie mniej hałasu, a koła zębate będą miały dłuższą żywotność. Łożyska zwiększają luz w wyniku zużycia podczas pracy, co można skompensować przez napięcie wstępne. W niektórych zastosowaniach napięcie wstępne układu łożyskowego może poprawić niezawodność działania i przedłużyć żywotność. Właściwe napięcie wstępne może sprawić, że rozkład obciążenia w łożysku będzie bardziej równomierny, co może zapewnić dłuższą żywotność.
Przy określaniu napięcia wstępnego w układzie łożyskowym należy pamiętać, że gdy napięcie wstępne przekroczy pewną ustaloną wartość optymalną, sztywność można zwiększyć jedynie w ograniczonym stopniu. Ponieważ tarcie i powstające ciepło wzrosną, jeśli wystąpi dodatkowe obciążenie i będzie ono działać przez długi czas, żywotność łożyska zostanie znacznie zmniejszona.
Ponadto przy regulacji napięcia wstępnego w układzie łożyskowym, niezależnie od wielkości napięcia wstępnego ustalonej na podstawie obliczeń lub doświadczenia, jego odchylenie musi być kontrolowane w pewnym zakresie. Na przykład podczas regulacji łożysk stożkowych łożysko należy kilka razy obrócić, aby wałeczki nie uległy przekrzywieniu, a powierzchnie czołowe wałeczków muszą mieć dobry kontakt z żebrami pierścienia wewnętrznego. W przeciwnym razie wyniki uzyskane podczas kontroli lub pomiaru nie będą zgodne z prawdą, przez co rzeczywiste napięcie wstępne może być znacznie mniejsze od wymaganego.
Czas publikacji: 10 maja 2023 r