แรงบิดของตลับลูกปืนแบบแกว่งคืออะไร? คู่มือแรงเสียดทาน สูตร และการเลือก

เมื่อโครงสร้างด้านบนของเครนเกิดความลังเลในการแกว่งครั้งแรกของเช้าที่หนาวเย็น ปัญหามักอยู่ที่มอเตอร์เพียงอย่างเดียว บ่อยครั้งที่ไม่มีใครกำหนดขนาดตัวขับสำหรับแรงบิดที่ซ่อนอยู่ภายในตลับลูกปืน แรงบิดของแบริ่งแกว่งไม่ใช่ตัวเลขคงที่ซึ่งพิมพ์อยู่ถัดจากพิกัดโหลดบนแผ่นข้อมูล มันคือความต้านทานที่ตลับลูกปืนสร้างขึ้นต่อการหมุน: แรงเสียดทานจากองค์ประกอบกลิ้งที่รับน้ำหนัก จากขอบซีลที่ขี่ไปตามวงแหวน และจากฟันเฟืองที่ติดตั้งเฟืองรวมอยู่ คำตอบสั้นๆ คือ: แรงบิดของตลับลูกปืนแบบแกว่งคือโหลดแรงเสียดทานแบบแปรผัน โดยทั่วไปจะสูงกว่าการแตกหักระหว่างการทำงานอย่างต่อเนื่องประมาณ 1.5 ถึง 2 เท่า และแรงบิดจะอยู่ที่ศูนย์กลางของขนาดไดรฟ์ ไม่ใช่ที่ระยะขอบ

"แรงบิด" ที่แตกต่างกันสามแบบทำให้เกิดความสับสนในการใช้งานแบบแกว่ง

ก่อนที่จะคำนวณสิ่งใด ให้แยกปริมาณสามปริมาณที่วิศวกรเรียกกันทั่วไปว่า "แรงบิดในการแกว่ง" เนื่องจากค่าของค่าหนึ่งในนั้นแทบจะไม่บอกอะไรคุณเกี่ยวกับค่าอื่นๆ เลย

• แรงบิดแรงเสียดทานของแบริ่ง — ความต้านทานที่เกิดขึ้นภายในตลับลูกปืนโดยองค์ประกอบการหมุน ซีล และเฟือง นี่คือสิ่งที่คำนี้มักจะหมายถึง
• แรงบิดของไดรฟ์ที่ต้องการ — ทุกอย่างที่มอเตอร์หรือเฟืองจะต้องส่ง: แรงเสียดทานของแบริ่งบวกความเฉื่อยระหว่างการเร่งความเร็ว บวกกับความต้านทานในการทำงาน เช่น แรงลมหรือปฏิกิริยาการขุด
• แรงบิดในการยึดหรือเบรก — แรงบิดคงที่ที่ไดรฟ์สามารถต้านทานได้โดยไม่เกิดความเสียหาย นี่เป็นข้อมูลจำเพาะของไดรฟ์ ไม่ใช่ตลับลูกปืน

เอกสารข้อมูลตลับลูกปืนแบบแกว่งไม่ค่อยเสนอราคาค่าแรงบิดแรงเสียดทานเพียงค่าเดียว และการละเลยดังกล่าวถือเป็นการกระทำโดยเจตนา แรงเสียดทานขึ้นอยู่กับแรงตามแนวแกน โหลดในแนวรัศมี และโมเมนต์การเอียงที่คุณใช้จริง ระยะห่างหรือระดับพรีโหลดที่คุณสั่ง ความหนืดของน้ำมันหล่อลื่น และอุณหภูมิ วงแหวนสองวงที่เหมือนกันอาจแตกต่างกันสามเท่าในความต้านทานที่วัดได้ขึ้นอยู่กับหน้าที่ ดังนั้นให้ถือว่าเป็นค่าคงที่ซึ่งเป็นจุดที่ข้อผิดพลาดในการเลือกส่วนใหญ่เริ่มต้นขึ้น

องค์ประกอบสามประการของแรงบิดแรงเสียดทานของตลับลูกปืนแบบแกว่ง

ผู้ผลิตจำลองแรงบิดเสียดทานรวมเป็นผลรวมของสามส่วน: M = นางสาว นางสาว มก แต่ละคนมีพฤติกรรมการให้บริการที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้การแบ่งแยกมีความสำคัญ

แรงบิดแรงเสียดทานในการรับภาระ (Mf)

ความต้านทานการหมุนเกิดขึ้นเมื่อลูกบอลหรือลูกกลิ้งมาบรรจบกับรางน้ำภายใต้ภาระตามแนวแกน ภาระในแนวรัศมี และโมเมนต์การเอียง มันจะเติบโตตามน้ำหนักบรรทุก ซึ่งสูงชัน ดังนั้นภายใต้การบรรทุกในช่วงเวลากว้างใหญ่จนกดด้านหนึ่งของสนามแข่งอย่างแรง การออกแบบลูกบอลจะแสดงการสัมผัสแบบจุดและโดยทั่วไปแล้วความต้านทานจะต่ำกว่า การออกแบบลูกกลิ้งรับน้ำหนักได้มากขึ้นตามขนาดโดยมีแรงเสียดทานสูงกว่าเมื่อรับน้ำหนักเต็มที่

แรงบิดแรงเสียดทานของซีล (Ms)

ริมฝีปากซีลที่เลื่อนไปบนพื้นผิววงแหวนทำให้เกิดการลากที่เกือบจะไม่ขึ้นอยู่กับน้ำหนักบรรทุก สำหรับตลับลูกปืนขนาดเล็กหรือรับน้ำหนักน้อย ซีลสามารถทำให้เกิดแรงเสียดทานทั้งหมดได้เป็นส่วนใหญ่ และทุก ๆ ริมฝีปากที่เพิ่มเติมเข้ามาก็จะยิ่งเพิ่มเข้าไป ตลับลูกปืนสองตัวที่มีซองจดหมายเหมือนกันแต่การจัดเรียงซีลต่างกันจึงต้องใช้ระบบขับเคลื่อนที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด

แรงเสียดทานของตาข่ายเกียร์ (มก.)

วงแหวนเกียร์เพิ่มแรงเสียดทานที่ส่วนต่อของเฟืองและวงแหวน ซึ่งได้รับอิทธิพลจากเกรดคุณภาพเกียร์ โมดูล การหล่อลื่น และการจัดแนวตาข่าย สำหรับชุดเกียร์ภายนอก เฟืองที่ไม่ตรงจะแสดงเป็นทั้งแรงบิดสูงและการสึกหรอของฟันเฉพาะที่

เนื่องจากส่วนประกอบเหล่านี้มีขนาดแตกต่างกันตามขนาดและหน้าที่ การเลือกโครงสร้างจึงกำหนดงบประมาณแรงบิด ในอุปกรณ์งานเบาและปานกลาง เช่น เครื่องติดตามแสงอาทิตย์ เครื่องกำหนดตำแหน่งขนาดเล็ก และเครื่องจักรด้านอาหาร ตลับลูกปืนเม็ดกลมแถวเดียว ช่วยให้การกลิ้งและการเสียดสีซีลต่ำพอที่จะทำให้ไดรฟ์ขนาดกะทัดรัดและใช้พลังงานต่ำยังคงทำงานได้

ตลับลูกปืนก้างปลาแถวเดี่ยวสำหรับการหมุนงานเบา ด้วยลูกเหล็กชุบแข็งหนึ่งแถว ตลับลูกปืนนี้จึงกลิ้งและเสียดสีซีลต่ำ ดังนั้นไดรฟ์ขนาดกะทัดรัดในตัวติดตามแสงอาทิตย์ ตัวกำหนดตำแหน่งขนาดเล็ก และเครื่องจักรอาหารจึงยังคงใช้งานได้ รางน้ำที่ผ่านการอบด้วยความร้อน ตัวเลือกการปิดผนึก และการติดตั้งที่ง่ายดาย รองรับบริการที่ยาวนานและมีเสถียรภาพ ดูผลิตภัณฑ์ →

วิธีการคำนวณแรงบิดของแบริ่งแกว่ง

โครงการที่จริงจังได้ผลจากทั้งสองทิศทาง

จากพลังงานที่มีอยู่

สูตรด้านไดรฟ์ที่ใช้งานได้จริงคือ M = P / ω โดยที่ P คือกำลังที่ส่งไปที่วงแหวน และ ω คือความเร็วเชิงมุมในหน่วยเรเดียนต่อวินาที แท่นแกว่งที่ 1 รอบต่อนาที จะเปลี่ยนที่ ω = 2π/60 data 0.105 rad/s ถ้า 1.5 kW ไปถึงวงแหวนด้วยความเร็วนั้น แรงบิดที่มีอยู่จะอยู่ที่ประมาณ 1,500 / 0.105 µm 14,300 N·m หรือประมาณ 14 kNm รันเลขคณิตแบบย้อนกลับเพื่อตรวจสอบว่ามอเตอร์และกระปุกเกียร์ที่นำเสนอสามารถส่งมอบสิ่งที่แอปพลิเคชันต้องการด้วยความเร็วการหมุนจริงได้หรือไม่

จากแรงเสียดทาน

การประมาณการการส่งผ่านครั้งแรกจะคูณโหลดหน้าสัมผัสที่เท่ากันด้วยรัศมีของร่องน้ำและค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานรวม: M µ µ × F × d/2 ค่าการทำงานของ µ ระหว่างประมาณ 0.005 ถึง 0.015 ครอบคลุมถึงหน้าสัมผัสแบบกลิ้งพร้อมซีล โดยมีปลายต่ำสุดสำหรับการออกแบบลูกบอลที่บรรจุไว้ล่วงหน้าเล็กน้อยในสภาวะที่อบอุ่นและมีการหล่อลื่นอย่างดี และปลายระดับสูงสำหรับหน่วยที่รับน้ำหนักมากหรือทำงานเย็น สูตรของผู้ผลิตปรับแต่งสิ่งนี้ให้เป็นพหุนามที่ชั่งน้ำหนักเงื่อนไขในแนวแกน รัศมี และโมเมนต์แยกจากกัน ดังนั้นให้ใช้เงื่อนไขเหล่านี้ในการตรวจสอบขั้นสุดท้ายแทนการประมาณการ

เพิ่มหน้าที่ที่เหลือ

ความต้องการทั้งหมดคือ M_drive = M_friction M_inertia M_working แรงบิดความเฉื่อยมีอิทธิพลเหนือระบบอัตโนมัติและระบบการติดตามที่รวดเร็ว ความต้านทานต่อการทำงานมีอิทธิพลเหนือรถขุดและเครน ในกรณีที่ไดรฟ์แกว่งเฟืองตัวหนอนมาแทนที่เฟืองเปิด อัตราส่วนที่ปิดล้อมจะแปลงแรงบิดของมอเตอร์เล็กน้อยเป็นแรงบิดเอาท์พุตขนาดใหญ่ที่วงแหวนต้องการ และ อัตราทดเกียร์ส่งผลต่อแรงบิดและความเร็วเอาต์พุตอย่างไร สมควรได้รับขั้นตอนการตรวจสอบของตัวเองก่อนที่คุณจะล็อคขนาดมอเตอร์

แรงบิดขณะสตาร์ทกับแรงบิดขณะวิ่ง

แรงบิดแตกหักที่วัดได้บนตลับลูกปืนแบบแกว่งมักจะเป็น 1.5 ถึง 2 เท่าของค่าการทำงานคงที่ และช่องว่างจะกว้างขึ้นในสภาพอากาศหนาวเย็น ผลกระทบสามประการที่ทำให้เกิด: แรงเสียดทานสถิตภายใต้ภาระจะสูงกว่าแรงเสียดทานขณะเคลื่อนที่ จาระบีจะแข็งตัวจนกว่าองค์ประกอบที่กลิ้งจะไถผ่านฟิล์มที่หนาขึ้นในสองสามรอบแรก และซีลริมฝีปากให้ยึดเกาะแน่นขึ้นก่อนที่จะอุ่นและเข้ารูป สำหรับการเลือกไดรฟ์ หมายความว่าการตั้งค่ามอเตอร์ กระปุกเกียร์ และวาล์วระบายจะต้องเคลียร์จุดแตกหัก ไม่ใช่ค่าเฉลี่ยการทำงาน ซึ่งเป็นการตรวจสอบที่สำคัญที่สุดกับอุปกรณ์ที่สตาร์ทภายใต้ภาระงานเต็ม เช่น โครงสร้างส่วนบนของรถขุดและส่วนรองรับทัพพี

สิ่งที่ผลักดันให้แรงบิดของแบริ่งแกว่งขึ้นหรือลง

• การกวาดล้างหรือคลาสโหลดล่วงหน้า: วงแหวนที่โหลดไว้ล่วงหน้าจะแข็งขึ้นและต้านทานการหมุนได้มากขึ้น พวกเขาซื้อความแม่นยำโดยแลกกับแรงบิด
• ขนาดโหลดและโมเมนต์การเอียง: น้ำหนักที่หนักกว่าและอยู่นอกศูนย์กลางจะเพิ่มแรงกดและแรงเสียดทานที่หน้าสัมผัสของร่องน้ำ
• อุณหภูมิและสารหล่อลื่น: จาระบีที่มีอุณหภูมิต่ำหรือความหนืดสูงจะเพิ่มแรงบิดในการสตาร์ทและขณะทำงาน
• การออกแบบซีล: ริมฝีปากพิเศษและการสัมผัสที่แน่นยิ่งขึ้นช่วยเพิ่มการลากอย่างต่อเนื่อง
• ความแม่นยำในการติดตั้ง: พื้นผิวการติดตั้งที่ไม่เรียบหรือการขันโบลต์ที่ไม่สม่ำเสมอจะทำให้วงแหวนบิดเบี้ยวและทำให้โหลดทางวิ่งไม่สม่ำเสมอ
• การจัดตำแหน่งตาข่ายเกียร์: เฟืองที่ไม่ตรงแนวจะเพิ่มแรงเสียดทานของเกียร์และเร่งการสึกหรอ

ตัวละครในการโหลดมีความสำคัญพอๆ กับขนาดการบรรทุก รอบการทำงานที่แกว่งหรือถอยหลังจะทำให้โซนสัมผัสเคลื่อนที่ไปรอบๆ สนามแข่ง ดังนั้นแรงต้านจึงเปลี่ยนแปลงตลอดวงจร มันคุ้มค่าที่จะทบทวน การออกแบบลูกบอลแถวเดี่ยวจัดการกับโหลดที่ผันผวนได้อย่างไร ก่อนที่จะสรุปรายละเอียดการปฏิบัติหน้าที่

ในตอนท้ายของเครื่องชั่ง — เครนท่าเรือ เครื่องจักรอุโมงค์ รถขุดขนาดใหญ่ — แรงเสียดทานที่สูงกว่าได้รับการยอมรับว่าเป็นราคาของกำลังการผลิต ซึ่งเป็นที่ที่ แบริ่งแกว่งลูกกลิ้งสามแถว 13 ซีรี่ส์ เข้ามาแทนที่: ทางวิ่งที่แยกจากกันจะรับภาระในแนวแกน แนวรัศมี และโมเมนต์อย่างเป็นอิสระ ดังนั้นจึงไม่มีแถวใดแถวหนึ่งเสียหาย

ตลับลูกปืนก้างปลาสามแถวซีรีส์ 13 สำหรับงานหนัก ทางวิ่งที่แยกจากกันจะรับภาระในแนวแกน แนวรัศมี และโมเมนต์อย่างเป็นอิสระ ทำให้ตลับลูกปืนซีรีส์ 13 นี้เหมาะสำหรับเครนท่าเรือ เครื่องขุดอุโมงค์ และรถขุดขนาดใหญ่ซึ่งมีความจุมากกว่าแรงเสียดทานที่เพิ่ม โครงสร้างเหล็กโลหะผสมและการสนับสนุนการบำรุงรักษาที่ง่ายขึ้นซึ่งต้องใช้รอบการทำงาน ดูผลิตภัณฑ์ →

สิ่งที่ต้องยืนยันกับซัพพลายเออร์ของคุณก่อนสั่งซื้อ

1. ข้อมูลแรงบิดแรงเสียดทานที่โหลดของคุณ — ค่าสตาร์ทและรัน ไม่ใช่ค่าผสมเพียงค่าเดียว
2. สภาวะการทดสอบ — โหลด ความเร็ว และอุณหภูมิที่ใช้วัดค่าเหล่านั้น
3. ระดับการกวาดล้างหรือพรีโหลด — และสิ่งที่จะเกิดขึ้นกับแนวต้านที่คาดหวัง
4. ข้อมูลจำเพาะของซีลและจาระบี — จำนวนริมฝีปาก ประเภทของจาระบีและระดับการเติม และพฤติกรรมในสภาพอากาศหนาวเย็น
5. คุณภาพเกียร์และระยะฟันเฟือง — สำหรับวงแหวนเกียร์ เนื่องจากคุณภาพแบบตาข่ายจะป้อนเข้าสู่ Mg โดยตรง
6. เกณฑ์การยอมรับ — ขีดจำกัดแรงบิดในการหมุนที่วัดได้ในการทดสอบการหมุนก่อนจัดส่ง

เมื่อแรงเสียดทานบวกกับแรงบิดในการทำงานเกินกว่าที่เฟืองและตัวลดขนาดจะจัดการได้ในเชิงเศรษฐกิจ ผู้ซื้อจำนวนมากจะย้ายไปที่ยูนิตแบบรวม ก ไดรฟ์แกว่งแนวนอน บรรจุแบริ่ง เฟืองเกียร์แบบปิด และตัวเรือนสำหรับติดตั้งเป็นชุดประกอบที่เข้ากัน ดังนั้นโซ่แรงบิดจึงได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเป็นระบบแทนที่จะประกอบจากชิ้นส่วน

ไดรฟ์แกว่งแนวนอนพร้อมฟังก์ชันล็อคตัวเอง หน่วยรวมนี้บรรจุแบริ่ง เฟืองเกียร์แบบปิด และตัวเรือนสำหรับติดตั้งเป็นชุดประกอบที่เข้ากัน ดังนั้นโซ่แรงบิดจึงได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้เป็นระบบ การล็อคตัวเองจะยึดตำแหน่งภายใต้ภาระโดยไม่มีกำลัง มีประโยชน์เมื่อแรงเสียดทานและแรงบิดในการทำงานเกินการจัดเรียงพินและตัวลด ดูผลิตภัณฑ์ →

แรงบิดของตลับลูกปืนแบบแกว่งถือเป็นคุณสมบัติของระบบได้ดีที่สุด ไม่ใช่ค่าคงที่แค็ตตาล็อก คือผลรวมของแรงเสียดทานของโหลด ซีล และเกียร์ มันแหลมขึ้นเมื่อเริ่มต้น; และเคลื่อนที่ด้วยพรีโหลด อุณหภูมิ การหล่อลื่น และคุณภาพการติดตั้ง แบ่งปันกรณีโหลดจริงของคุณ — ตามแนวแกน รัศมี โมเมนต์ ความเร็ว และอุณหภูมิ — กับผู้ผลิตตลับลูกปืนตั้งแต่เนิ่นๆ และขอข้อมูลแรงบิดในการสตาร์ทและรันเทียบกับโหลดเหล่านั้น ขั้นตอนเดียวนั้นช่วยป้องกันโหมดความล้มเหลวที่แพงที่สุดในการใช้งานแบบแกว่ง: เครื่องจักรที่หมุนได้ แต่ไม่เคยง่ายอย่างที่วาดไว้