At vælge en passendekugleskruelejebetyder at vælge det lejearrangement, der understøtter de bearbejdede ender af skrueakslen. Disse lejer styrer aksial bevægelse, opretholder rotationsjustering og overfører tryk fra kugleskruen ind i maskinstrukturen.
Udtrykket må ikke forveksles med de kugler, der cirkulerer inde i kuglemøtrikken. Kuglemøtrikken konverterer skruens rotation til lineær bevægelse, mens støttelejerne tillader skrueakslen at rotere og fastholde den i henhold til det valgte faste, understøttede eller flydende arrangement.
Et leje bør ikke kun vælges fra den nominelle kugleskruediameter. Aksialbelastning, påkrævet stivhed, driftshastighed, lejearrangement, forspænding, smøring, installationsplads og skrue-endebearbejdning skal betragtes under ét.
Hvad støttelejet gør
Når en kugleskrue driver et bevægeligt bord, forsvinder proceskraften ikke inde i møtrikken. Den passerer gennem skrueakslen til støttelejerne og derefter ind i maskinrammen.
Det faste-sideleje udfører normalt den vigtigste aksiale positioneringsfunktion. Den skal modstå tryk i de krævede retninger, mens den begrænser skruens aksiale forskydning. Den modsatte ende understøtter rotation og stabiliserer akslen i henhold til den valgte støttekonfiguration.
| Systemdel | Primær funktion | Effekt på aksen |
|---|---|---|
| Kugleskrue og møtrik | Konverter roterende bevægelse til lineær bevægelse | Bly, trykkapacitet, effektivitet og positioneringsadfærd |
| Fast-sideleje | Find skruen aksialt og bær tryk | Aksial stivhed, venderespons og rotationsstabilitet |
| Understøttet eller flydende side | Understøt den modsatte skrueende i henhold til aksedesignet | Kritisk hastighed, vibration og termisk ekspansionsadfærd |
| Lineær føringsvej | Før slæden og transporter radial- og momentbelastninger | Rethed, vognstabilitet og laststøtte |
Almindelige supportkonfigurationer
Ende-støttekonfigurationen påvirker skruens stivhed, tilladte hastighed, termisk adfærd og den belastning, som hver lejeposition bærer.
| Konfiguration | Struktur | Hovedkarakteristik | Design bekymring |
|---|---|---|---|
| Fast-understøttet | Aksialt placere fast leje i den ene ende og understøttende leje i den anden | Fælles balance mellem stabilitet, omkostninger og termisk indkvartering | Den understøttede side skal matche den tilsigtede termiske bevægelse og akselenden |
| Fast-fast | Aksialt styrede lejearrangementer i begge ender | Højere aksial stivhed og forbedret skruestøtte | Termisk vækst kan ændre leje eller skruespænding, hvis den ikke er designet korrekt |
| Fast-fri | Fast leje i den ene ende med den modsatte skrueende ustøttet | Enkel og kompakt konstruktion | Lavere modstand mod skruepisk og vibrationer på lange eller høje-hastighedsakser |
Fast-understøttet bruges i vid udstrækning i standard industrielle kugleskruer. Fixed-fixed kan overvejes, når der kræves højere stivhed eller hastighed, men dens termiske og forspændingsadfærd skal konstrueres omhyggeligt. Fast-free er generelt begrænset til applikationer, hvor skruelængde, hastighed og belastning tillader en enklere struktur.
Vælg lejetype
Vinkelkontaktstøttelejer
Præcisions vinkelkontakt trykkuglelejer bruges almindeligvis på den faste side af en kugleskrue. Deres indre kontaktvinkel gør det muligt for dem at bære aksial kraft med større stivhed end et generelt radial leje.
Et enkelt vinkelkontaktleje understøtter hovedsageligt aksial belastning i én retning. Kugleskruens faste ender bruger derfor ofte parrede lejer eller fabriks-matchede lejesæt, så trykkraften kan styres i begge retninger.
Radial leje på den understøttede side
Den modsatte ende kan bruge et radialleje i støtteenheder beregnet til at stabilisere skruen, samtidig med at hele arrangementet kan reagere på termisk vækst som designet.
Dette leje bør ikke forventes at give den samme aksiale positioneringsstivhed som det faste-sidelejesæt. Dens dimensioner og monteringsmetode skal matche den understøttede-endebearbejdning og husstruktur.
Beregn den aksiale belastning
Aksial belastning er det første mekaniske krav til valg af kugleskruelejer. Det kan omfatte accelerationskraft, proceskraft, friktionsmodstand og ekstern kraft, der virker langs skruens akse.
Tyngdekraften bør inkluderes, når den virker langs skruens retning, såsom på en lodret akse. På en vandret akse bæres vægten af det bevægelige bord primært af de lineære føringer, selvom det stadig påvirker friktions- og accelerationskravene.
Konstant driftsbelastning er ikke den eneste betingelse at undersøge. Start, stop, nøddeceleration, skærepåvirkning og ændringer i bevægelsesretningen kan skabe større kortvarige belastninger-. Både dynamisk belastning og maksimal statisk belastning eller stødbelastning skal kontrolleres i forhold til lejeproducentens data.
Minimer radial belastning
Kugleskruestøttelejer vælges primært til at styre aksialt tryk og skruens rotation. Det bevægelige bords vægt, sidekraft og væltningsmoment skal normalt bæres af den lineære styrebane i stedet for at overføres gennem kugleskruen.
Betydelig radial belastning ved støttelejet kan indikere fejljustering mellem skrue, støttehus, møtriksæde, kobling og motor. Det kan også skyldes en bøjet aksel eller monteringsflader, der ikke deler samme akse.
Hvis du vælger et større leje uden at korrigere justeringen, kan det hverken reducere varme eller slid. Bæreevnen og den mekaniske kilde til den radiale kraft bør overvejes separat.
Aksial stivhed og positionering
Aksial stivhed beskriver, hvor meget støttelejearrangementet afbøjes under tryk. Højere stivhed reducerer bevægelse ved skrueenden, når aksen accelererer, vender retningen eller støder på en skiftende procesbelastning.
Støttelejet påvirker positioneringsstabiliteten, men det bestemmer ikke fuldstændig maskinens nøjagtighed i sig selv. Den endelige nøjagtighed afhænger også af:
- Kugleskrueledningsnøjagtighed og kumulativ ledningsfejl
- Kuglemøtrik spillerum eller forspænding
- Skrueaksel torsions- og aksial deformation
- Understøtter-lejeaksial forskydning
- Kobling, møtrik-sæde og husstivhed
- Termisk udvidelse og kontrol-systemkompensation
- Lineær føring og maskin-nøjagtighed
Det er derfor teknisk ukorrekt at beskrive et støtteleje som havende en maskinpositioneringsnøjagtighed som ±0,05 mm. Lejenøjagtighed udtrykkes normalt gennem dimensionsnøjagtighed, rotationsnøjagtighed, runout og matchede-sætkarakteristika.
Lejearrangement
Vinkelkontaktlejer kan kombineres i forskellige arrangementer. Det passende arrangement afhænger af trykretning, påkrævet stivhed, momentstyring og tilgængelig installationslængde.
| Arrangement | Generel adfærd | Udvælgelsesnote |
|---|---|---|
| Tilbage-til-rygpar | Understøtter aksial kraft i begge retninger med et bredere effektivt tryk-centerafstand | Fælles hvor aksial og momentstivhed er vigtig |
| Ansigt-til-ansigtspar | Understøtter aksial kraft i begge retninger med forskellig respons på justering og moment | Brug kun, når hus- og lejeproducentens arrangement specificerer det |
| Tandem sæt | Deler aksial belastning i én hovedretning | Kræver et modsat leje eller indstillet, når omvendt tryk også skal bæres |
Fabriksmatchede-lejesæt skal installeres i den angivne rækkefølge og retning. Lejer fra forskellige sæt bør ikke blandes for at skabe en ny kombination, fordi forspænding og dimensionstilpasning muligvis ikke længere kontrolleres.
Vælg Preload
Lejeforspænding fjerner intern aksial spillerum og øger støttestivheden. Det kan forbedre vendereaktionen og hjælpe skruen med at forblive stabil under skiftende tryk.
Mere preload er ikke altid bedre. For høj forspænding øger startmomentet, friktionsvarmen og den indre lejespænding. Effekten bliver mere alvorlig, når lejesæderne, låsemøtrikken, akselskuldrene eller husene ikke er fremstillet og monteret korrekt.
Forspænding bør vælges fra lejeproducentens tilgængelige klasser i henhold til den påkrævede stivhed, hastighed, driftstemperatur og ekstern belastning. Opret ikke yderligere forspænding ved vilkårligt at overspænde låsemøtrikken.
Tjek hastighed og temperatur
Lejehastighedskapacitet og kugleskruens kritiske hastighed er relaterede, men separate grænser. Et leje kan være egnet til rotationshastigheden, mens skrueakslen er for lang eller utilstrækkelig understøttet til at undgå vibrationer. Den omvendte situation er også mulig.
Udvælgelsen bør derfor kontrollere:
- Maksimal og kontinuerlig skrueomdrejningshastighed
- Skruelængde, diameter og støttekonfiguration
- Lejebegrænsende hastighed under den valgte forspænding
- Smøremiddeltype og mængde
- Varmeoverførsel gennem støttehuset
- Termisk udvidelse af skruen og maskinstrukturen
Et lejesæt med høj forspænding kan give god stivhed ved lav-hastighed, men generere unødvendig varme i en kontinuerligt roterende høj-akse. Driftscyklussen skal indgå i afgørelsen.
Smøring og tætning
Kugleskruestøttelejer kan leveres åbne, forseglede eller for-smurte afhængigt af lejet og støtteenhedens-design. Forseglede og for-smurte lejer forenkler installationen, mens åbne lejer kan bruges, hvor maskinen har et kontrolleret smøresystem.
For lidt smøremiddel øger slid og temperatur. For meget fedt kan også øge køremoment og varme, især ved højere hastigheder. Smøremiddelkompatibilitet bør kontrolleres, før der tilføjes et andet fedt til et eksisterende leje.
I miljøer, der indeholder spåner, kølevæske, støv eller fugt, bør støttehuset og lejetætningerne overvejes sammen. Lejet kan ikke forblive beskyttet, hvis forurening kommer ind gennem en uforseglet husgrænseflade.
Match skruen-afslut bearbejdning
Støttelejet passer til den bearbejdede ende af kugleskruen, ikke den originale nominelle skruediameter. En 20 mm kugleskrue bruger for eksempel ikke nødvendigvis et leje med en 20 mm boring.
Lejevalg og slut-bearbejdningstegning skal stemme overens om:
- Leje-sædediameter og tolerance
- Skaft skulderposition og vinkelret
- Leje-sædelængde
- Lås-møtrik gevind og afstandsstykke
- Koblings-endediameter og længde
- Husboring, skulder og fastholdelsesmetode
En pasform, der er for løs, kan tillade uønsket bevægelse eller udløb. En pasform, der er for stram, kan ændre den indre spillerum, komplicere monteringen eller beskadige lejet. De korrekte tolerancer skal følge de valgte leje- og support-specifikationer.
Bærende liv
Basislejetætningslevetid afhænger af lejets dynamiske belastningsværdi og tilsvarende driftsbelastning. For kuglelejer er det almindeligt anvendte grundlæggende forhold:
C=grundlæggende dynamisk belastningsvurdering;
P=ækvivalent dynamisk lejebelastning.
Denne formel bør ikke kun bruges med maskinbordets vægt. Den ækvivalente lejebelastning afhænger af aksial kraft, enhver radial kraft, lejearrangement, forspænding og driftscyklus. Statisk sikkerhed skal også kontrolleres separat for maksimal belastning og stødforhold.
Udvælgelsessekvens
| Scene | Bestemme | Årsag |
|---|---|---|
| 1 | Fast-understøttet, fast-fast eller fast-fri konfiguration | Definerer hver enkelt lejepositions rolle |
| 2 | Kontinuerlige aksiale belastninger i spids- og modsat retning- | Bestemmer belastningsgrad og krav til arrangement |
| 3 | Påkrævet aksial stivhed og acceptabel forskydning | Styrer lejesæt og valg af forspænding |
| 4 | Maksimal hastighed, driftscyklus og temperatur | Kontrollerer varme, smøring og hastighedsgrænser |
| 5 | Leje-sæde- og husdimensioner | Sikrer fysisk kompatibilitet og korrekt montering |
| 6 | Dynamisk levetid og statisk sikkerhed | Bekræfter egnethed til driftscyklus og spidsbelastning |
Almindelige valgfejl
- Vælg kun lejet fra den nominelle kugleskruediameter.
- Behandling af det bevægelige bords fulde vægt som aksial belastning på en vandret skrue.
- Ignorerer acceleration, stød og omvendt-retningskraft.
- Brug af et generelt radialleje, hvor høj aksial stivhed er påkrævet.
- Valg af maksimal forspænding uden at kontrollere hastighed og varme.
- Blanding af vinkelkontaktlejer fra forskellige matchede sæt.
- Forsøger at løse skrue- eller husfejljustering ved at øge lejekapaciteten.
- Hvis man antager, at støttelejet alene bestemmer positioneringsnøjagtigheden.
Konklusion
Et passende kugleskruestøtteleje skal bære den faktiske aksiale belastning, samtidig med at det giver den stivhed, hastighedsevne og levetid, der kræves af maskinen. Beslutningen omfatter lejetype, parret arrangement, forspænding, smøring og støttekonfiguration.
Lejevalg skal også koordineres med skruelængde, kritisk hastighed, endebearbejdning, støttehus, koblingsopretning og termisk udvidelse. At vælge et leje efter skruediameter eller pris alene kan resultere i aksialt spil, varme, vibrationer, dårlig positioneringsrespons eller for tidlig fejl.
Udforsk DLYkugleskrue støtteenheder, anmeldelseBK/BF, FK/FF og EK/EF understøtter valgeller seDLY kugleskrue produkter.
