Могут ли подшипники с глубокими шариками обрабатывать как радиальные, так и осевые нагрузки?

Подшипники глубоких шариков (DGRO), возможно, являются наиболее распространенным типом подшипника, найденного во всем, от электродвигателей и бытовых приборов до автомобильных компонентов и промышленных коробок передач. Часто возникает фундаментальный вопрос: Могут эффективно обрабатывать обоих радиальных подшипников шариков и Осевые нагрузки? Ответ нюанс: Да, они могут вместить оба, но в первую очередь преуспевают при радиальных нагрузках и имеют особые ограничения в отношении осевой емкости.

Понимание дизайна двойных возможностей

Ключ к способности DGRO управлять обоим типами нагрузки лежит в ее фундаментальной геометрии:

1. Глубокие, непрерывные канавки: Как внутренние, так и внешние кольца имеют глубокие, непрерывные канавки гоночной дорожки. Эта непрерывная кривизна обеспечивает гладкие пути для шариков.
2. Контакт с шариком: Глубокие канавки допускают интимный контакт между шариками и обеих гоночных дорог по значительным дугам.
3. Путь осевой нагрузки: Когда применяется осевая нагрузка (параллельно оси вала), шарики передают силу от канавки плеча одного кольца к плечу канавки противоположного кольца. Глубокие канавки обеспечивают стабильные поверхности для этой передачи силы.

Эта конструкция по своей природе позволяет подшипнику переносить осевые нагрузки в оба Направления одновременно, хотя и с значительно меньшей емкостью, чем его радиальная нагрузка.

Характеристики производительности: радиальное и осевое

• Сила радиальной нагрузки: Dgros специально оптимизированы для радиальных нагрузок (силы, действующие перпендикулярно оси вала). Их геометрия эффективно распределяет радиальные нагрузки по нескольким шарикам, что позволяет получить высокую радиальную нагрузку по сравнению с их размером.
• Емкость осевой нагрузки: Несмотря на то, что способность осевой нагрузки одного шарикового подшипника с глубоким шариком значительно ниже, чем у его радиальной нагрузки. Как общее руководство:
  • Одноряд DGRO обычно может обрабатывать осевые нагрузки до приблизительно 25-50% его статической оценки радиальной нагрузки (C0) Полем Точный процент в значительной степени зависит от специфической серии подшипников (ширина, глубина канавки, кривизна) и допусков производства.
  • Направление: Они могут обрабатывать осевые нагрузки в обоих направлениях.
  • Факторы, влияющие на осевую емкость: Более высокая осевая емкость предпочитается:
    • Большие подшипники в той же серии.
    • Подшипники с большими шариками или повышенным мячом.
    • Подшипники, изготовленные с большим внутренним зазором (например, зазор C3 может обрабатывать немного больше осевой нагрузки, чем C0, прежде чем испытывать вредную предварительную нагрузку).
    • Правильная смазка и умеренная рабочая скорость.

Практические приложения, использующие способность двойной нагрузки

Dgros успешно используются в бесчисленных приложениях, где присутствуют умеренные комбинированные нагрузки (радиальные осевые) или чистые осевые нагрузки:

1. Электродвигатели и генераторы: Обработка остаточных осевых сил из магнитных полей или незначительного смещения вала во время работы.
2. Коробки передач: Поддерживающие нагрузки вала, где возникают как радиальные силы из шестерни, так и осевая тяга от спиральных передач.
3. Насосы и компрессоры: Управление радиальными нагрузками от поборщиков и умеренной осевой тяги.
4. Конвейеры по обработке материалов: Поддержка роликов, подверженных радиальным нагрузкам с некоторыми осевыми ограничениями.
5. Автомобильные аксессуары: Используется в генераторах, водяных насосах и натяжниках, где нагрузки являются в основном радиальными, но существует некоторый осевой компонент.
6. Устройства: Обнаружены в барабанах стиральной машины (значительные радиальные, умеренные осевые во время спина) и небольших двигателей прибора.

Когда достаточно глубокого шарика, и когда нужны альтернативы?

• Подходит для:
  • В первую очередь радиальные нагрузки.
  • Приложения с от низкого до умеренного Осевые нагрузки относительно способности подшипника.
  • Ситуации, требующие осевой нагрузки в обоих направлениях.
  • Приложения, где простота, экономическая эффективность и высокоскоростные возможности являются приоритетами.
• Рассмотрим альтернативы (угловой контакт, конический ролик) для:
  • Приложения доминируют Тяжелые осевые нагрузки (Чистая тяга или тяга, значительно превышающие ~ 50% C0).
  • Сценарии, требующие очень высокая осевая жесткость или точное осевое позиционирование.
  • Приложения с участием высокие комбинированные нагрузки где осевой компонент раздвигает пределы емкости DGRO. Угловые контактные шарики или конические роликовые подшипники явно предназначены для обработки значительных осевых нагрузок, по отдельности или в сочетании с радиальными нагрузками, гораздо более эффективно.

Глубокие шариковые подшипники обладают неотъемлемой способностью одновременно обрабатывать как радиальные, так и осевые нагрузки, что является значительным преимуществом, способствующим их широкому использованию. Эта способность с двойной нагрузкой вытекает непосредственно от их глубоких, непрерывных канавки. Тем не менее, их пропускная способность осевой нагрузки в корне ограничена по сравнению с их радиальной силой. Инженеры должны тщательно оценить величину и направление как радиальных, так и осевых нагрузок в применении. В то время как DGRO отлично подходят для осевых нагрузок от низких до умеренных осевых нагрузок в сочетании с радиальными нагрузками, приложения, требующие высокой осевой тяги или экстремальной осевой жесткости, требуют подшипников, специально разработанных для этой основной цели. Понимание этого баланса имеет решающее значение для выбора оптимального подшипника для надежной производительности и долговечности.