Danas postoji mnogo različitih vrsta ležajeva, ali malo je informacija o razlikama među njima. Možda ste se zapitali "Koji je ležaj najbolji za vašu primjenu?" ili "Kako da odaberem ležaj?
1. Klasifikacija ležajeva
Prvo, trebate znati da većina ležajeva s kotrljajućim elementima spada u dvije široke kategorije:
Kuglični ležajevi Valjkasti ležajevi
Unutar ovih grupa postoje potkategorije ležajeva s jedinstvenim značajkama ili optimiziranim dizajnom za poboljšanje performansi. Izvrsne performanse, otpornost na visoke temperature, super čvrstoća itd. u svijetu novih materijala.
2. Potvrdite četiri stvari u aplikaciji i odaberite ispravnu vrstu ležaja
1. Naći nosivost i nosivost
Opterećenje ležaja općenito se definira kao sila reakcije kojom komponenta djeluje na ležaj kada je u uporabi.
Prilikom odabira pravog ležaja za vašu primjenu, prvo biste trebali odrediti nosivost. Nosivost je količina opterećenja koju ležaj može podnijeti i jedan je od najvažnijih čimbenika pri odabiru ležaja.
Prvo, shvatite vrstu i količinu opterećenja ležaja koju će vaša aplikacija staviti na ležaj. Kuglični ležajevi obično su najprikladniji za mala do srednja opterećenja. Primjene u teškim uvjetima obično su najprikladnije za valjkaste ležajeve.
Opterećenja ležaja mogu biti aksijalna (potisna), radijalna ili kombinirana. Aksijalno (ili potisno) opterećenje ležaja je kada je sila paralelna s osi vratila.
Radijalno opterećenje ležaja je kada je sila okomita na osovinu. Zatim, kombinirano opterećenje ležaja je kada paralelne i okomite sile proizvode kutnu silu u odnosu na osovinu.
Kuglični ležajevi dizajnirani su sa sfernim kuglicama za raspodjelu opterećenja na površinu umjerene veličine. Oni su prikladniji za mala do srednja opterećenja, raspoređujući opterećenje kroz jednu kontaktnu točku.
Ovdje je brza referenca za vrste opterećenja ležajeva i najbolji kuglični ležaj:
Radijalna (okomita na os) i mala opterećenja:
Odaberite radijalne kuglične ležajeve (poznate i kao kuglični ležajevi s dubokim utorima). Radijalni ležajevi su neki od najčešćih tipova ležajeva na tržištu.
Aksijalno (potisak) (paralelno s osi) opterećenje:
Odabir potisnog kugličnog ležaja
Kombinirana radijalna i aksijalna opterećenja:
Odaberite ležajeve s kutnim dodirom. Kuglice dolaze u dodir s kanalima pod kutom koji bolje podnosi kombinirano opterećenje.
Kombinirana radijalna i aksijalna opterećenja:
Odaberite konusne valjkaste ležajeve
slika
2. Upoznajte se s brzinom svoje opreme za primjenu
Određuje brzinu rotacije aplikacije. Velike brzine (RPM) općenito su najbolje s kugličnim ležajevima, dok su niske brzine općenito najbolje s kugličnim ležajevima. Brzina rotacije opreme za nanošenje faktor je koji treba uzeti u obzir pri odabiru ležajeva.
Kuglični ležajevi obično su prvi izbor ako će vaša aplikacija raditi pri velikim brzinama vrtnje. Imaju bolje performanse pri većim brzinama i nude veći raspon brzina od valjkastih ležajeva.
Jedan od razloga je taj što je kontakt između kotrljajućih elemenata i staza za klizanje u kugličnom ležaju točka, a ne linija kontakta, baš kao kod valjkastog ležaja. Budući da se kotrljajuća tijela pritišću na klizne staze dok se površine kotrljaju, kod točkastih opterećenja u kugličnim ležajevima dolazi do mnogo manje deformacije površine.
Još jedan razlog zašto su kuglični ležajevi bolji za aplikacije pri velikim brzinama je centrifugalna sila. Centrifugalna sila definirana je kao sila koja gura objekt koji se kreće oko središta prema van, a stvara se inercijom objekta. Centrifugalna sila je glavni ograničavajući faktor za brzinu ležaja jer se pretvara u radijalna i aksijalna opterećenja na ležaju. Budući da je masa valjkastog ležaja veća od mase kugličnog ležaja, valjkasti ležaj će generirati veće centrifugalne sile od kugličnog ležaja iste veličine.
Ponekad je brzina primijenjene opreme veća od nazivne brzine kugličnog ležaja.
Ako se to dogodi, jednostavno i uobičajeno rješenje je promijeniti materijal kugličnog ležaja s čelika na keramiku. Ovo zadržava veličinu ležaja istom, ali povećava ocjenu brzine za oko 25 posto. Budući da su keramički materijali lakši od čelika, keramičke kuglice stvaraju manju centrifugalnu silu pri bilo kojoj brzini.
Kutni kontaktni ležajevi najprikladniji su za primjene pri velikim brzinama
Kutni kontaktni ležajevi najbolji su izbor ležaja za primjene pri velikim brzinama. Jedan od razloga je taj što su kuglice manje, manje kuglice teže i vrte se manjom centrifugalnom silom. Kutni kontaktni ležajevi također imaju ugrađeno predopterećenje na ležaju, koje radi pomoću centrifugalne sile kako bi se kuglice pravilno kotrljale u ležaju.
Ako projektirate za velike brzine, tada će vam trebati visoko precizni ležajevi, obično unutar ABEC 7 klase točnosti
Ležajevi manje preciznosti proizvode se s više dimenzionalnog "prostora za pomicanje" nego ležajevi visoke preciznosti. Stoga, kada se ležaj koristi pri velikoj brzini, kuglice se brzo kotrljaju po kliznoj stazi ležaja, smanjujući pouzdanost, što dovodi do kvara ležaja. Visoko precizni ležajevi proizvedeni su prema strogim standardima i proizvedeni uz minimalna odstupanja od specifikacije. Visokoprecizni ležajevi pouzdani su za brze primjene jer osiguravaju dobru interakciju kuglice i klizne staze.
3. Čimbenici istrošenosti i krutosti ležaja
Otklon ležaja je količina kojom osovina kruži od svog geometrijskog središta dok se okreće. Neke primjene, kao što su vretena alata, dopuštaju samo mala odstupanja u svojim rotirajućim komponentama. Ako projektirate za takvu primjenu, tada odaberite ležaj visoke preciznosti jer je ležaj proizveden prema vrlo malim tolerancijama i proizvodit će manje otkazivanje sustava.
Krutost ležaja otpor je silama koje uzrokuju odstupanje osovine od svoje osi i igra ključnu ulogu u smanjenju isticanja osovine. Krutost ležaja dolazi od međudjelovanja kotrljajućih tijela i trkaćih staza. Što su kotrljajuća tijela više utisnuta u stazu, dolazi do elastične deformacije, a krutost je veća.
Krutost ležaja općenito se klasificira na sljedeći način:
Aksijalna krutost
radijalna krutost
Što je veća krutost ležaja, to je veća sila potrebna za pomicanje osovine u uporabi.
Pogledajmo kako radi s preciznim ležajevima s kutnim kontaktom. Ovi ležajevi obično imaju proizvodne pomake između unutarnjeg i vanjskog prstena. Kada se ugrade ležajevi s kutnim kontaktom, pomak se eliminira, što uzrokuje da se kuglice pritišću u kanale bez ikakve vanjske sile. To se naziva predopterećenje, a proces povećava krutost ležaja čak i prije nego što ležaj doživi bilo kakvu primijenjenu silu.
4. Pronađite pravo mazivo za potrebe ležaja opreme za primjenu
Poznavanje vaših potreba za podmazivanjem ležaja važno je za odabir pravog ležaja i treba ga uzeti u obzir u ranoj fazi dizajna opreme za primjenu. Nepravilno podmazivanje je jedan od najčešćih uzroka kvara ležaja.
Podmazivanje stvara uljni film između kotrljajućih tijela i klizačkih staza ležaja, što pomaže u sprječavanju trenja i pregrijavanja.
Najčešća vrsta podmazivanja je mast, koja se sastoji od ulja sa zgušnjivačem. Zgušnjivač drži ulje na mjestu tako da ono ne napušta ležaj. Kada se kuglice (kuglični ležajevi) ili valjci (valjkasti ležajevi) kotrljaju po mazivu, zgušnjivač se odvaja, ostavljajući samo uljni film između kotrljajućih elemenata i staza za klizanje ležajeva. Nakon prolaska kotrljajućih tijela dolazi do rekombinacije ulja i zgušnjivača.
Za primjenu pri velikim brzinama važno je znati koliko brzo se ulje i zgušnjivač odvajaju i ponovno dodaju. To se naziva primjena ili vrijednost n*dm ležaja. Prije nego odaberete mast, trebate pronaći vrijednost n dm za svoju primjenu. Da biste to učinili, pomnožite broj okretaja u minuti aplikacije s promjerom (dm) središta kuglice u ležaju. Usporedite svoju vrijednost n dm s maksimalnom vrijednošću brzine za mast na podatkovnoj tablici.
Ako je vaša vrijednost n*dm veća od maksimalne vrijednosti brzine maziva na podatkovnoj tablici, mazivo neće pružiti odgovarajuće podmazivanje i doći će do prijevremenog kvara.
Još jedna opcija podmazivanja za primjene pri velikim brzinama je sustav uljne magle, koji miješa ulje sa komprimiranim zrakom i ubrizgava ga u prstenove ležajeva u odmjerenim intervalima. Ova opcija je skuplja od podmazivanja mašću jer zahtijeva vanjski sustav miješanja i doziranja te filtrirani komprimirani zrak. Međutim, sustavi s uljnom maglicom omogućuju ležajevima rad pri većim brzinama uz stvaranje manje topline od podmazanih ležajeva.
Za primjenu pri malim brzinama uobičajene su uljne kupke. Uljna kupka je kada je dio ležaja uronjen u ulje. Za ležajeve koji će raditi u ekstremnim okruženjima, suha maziva mogu se koristiti umjesto maziva na bazi nafte, ali zbog prirode filmova maziva koji se s vremenom razgrađuju, životni vijek ležaja često se smanjuje. Postoji nekoliko drugih čimbenika koje treba uzeti u obzir pri odabiru maziva za vašu primjenu.
