Как определяется допустимая посадка поворотного подшипника с высокой нагрузкой.

Как определить, может ли подшипник безопасно выдерживать опрокидывающую нагрузку, а не только вертикальную? Именно на этот вопрос инженерам-конструкторам необходимо ответить перед выбором оборудования.Поворотный подшипник для высоких нагрузокдля кранов, подъемных платформ, экскаваторов, поворотных столов, морского оборудования или другой техники со смещенной нагрузкой.

Наклон обычно выражается в виде наклонного момента. Он возникает, когда приложенная сила действует в направлении, отличном от центральной оси подшипника, и пытается повернуть одно кольцо относительно другого. Подшипник может казаться пригодным при низкой осевой нагрузке, но при этом оставаться непригодным, поскольку моментная нагрузка концентрирует силу на ограниченном участке дорожки качения и крепежных болтов.

Поэтому данные о грузоподъемности поставщика следует рассматривать как единую систему, а не как одну конкретную величину нагрузки. Дорожка качения подшипника, элементы качения, зубья шестерен (если применимо), крепежные болты, опорная конструкция и направление нагрузки — все это влияет на допустимые условия. На ранних этапах проектирования следует сравнивать фактический комбинированный вариант нагрузки с утвержденным поставщиком диапазоном нагрузок.

Преобразовать нагрузки от машины в нагрузку на подшипники.

Правильной отправной точкой является не размер подшипника из каталога, а диаграмма сил, действующих на вращающуюся конструкцию. Инженеры должны определить каждую силу, воздействующую на подшипник, и место действия каждой силы относительно центра подшипника.

Опрокидывающий момент возникает, когда сила имеет плечо рычага. Проще говоря, момент увеличивается либо при увеличении приложенной силы, либо при увеличении расстояния от центра подшипника. Стрела, платформа, ковш, рабочая головка или подвешенный груз — все это может создавать такое условие.

Перед оценкой характеристик подшипника необходимо указать параметры нагрузки.

• Осевая нагрузка:Сила, действующая перпендикулярно плоскости крепления подшипника. Обычно это сила, обусловленная весом оборудования, весом полезной нагрузки или вертикальной технологической силой.

• Радиальная нагрузка:Сила, действующая параллельно плоскости крепления. Ветер, ускорение, боковое натяжение, сила резания и неровный рельеф местности могут создавать радиальную нагрузку.

• Момент, способный изменить ситуацию:Эффект опрокидывания вокруг горизонтальной оси. Обычно это характерно для случаев, когда нагрузка находится далеко от центра подшипника.

• Крутящий момент привода:Крутящий момент, необходимый для вращения конструкции. Он отличается от момента опрокидывания, но может влиять на выбор редуктора и режим работы.

• Направление нагрузки:Подшипник может испытывать нагрузку с нескольких направлений во время вращения, подъема, торможения или перемещения. Поставщику необходимо знать направление вращения и то, изменяется ли оно.

• Условия эксплуатации:Включает в себя: удержание в неподвижном состоянии, запуск, остановку, вибрацию, удары, рабочий цикл, скорость, температуру и воздействие окружающей среды.

На ранних этапах проектирования следует разделять варианты нагрузок, а не представлять одно комбинированное значение «максимальной нагрузки». Например, машина может находиться в условиях ветра в положении стоянки, при максимальной полезной нагрузке, в движении и при аварийной остановке. В каждом из этих условий на кольцо может оказываться различное сочетание осевой нагрузки, радиальной нагрузки и опрокидывающего момента.

Практический вывод прост: необходимо предоставить поставщику данные о суммарных нагрузках для каждого значимого режима эксплуатации. Такой подход подходит для оборудования с изменяющимся положением или периодическими ударными нагрузками. Он не заменяет расчет конструкции окружающей рамы, поскольку жесткий подшипник, установленный на гибкой раме, может испытывать неравномерную передачу нагрузки, которая не отображается на исходной диаграмме свободных тел.

Для получения информации о выборе см. LTZC.руководство по выбору подшипниковПеред отправкой запроса предложений (RFQ) необходимо четко составить график отгрузки, чтобы снизить риск сравнения каталожных значений, рассчитанных на основе различных предположений.

Сравните статическую несущую способность, несущую способность при изгибающем моменте и пределы прочности болтовых соединений, чтобы определить определяющую несущую способность.

Не существует единого показателя несущей способности, который бы отвечал на все вопросы, касающиеся наклона. Статическая несущая способность, момент, вызывающий наклон, и пределы прочности болтовых соединений учитывают различные возможные режимы разрушения. Определяющим показателем является тот, который достигается первым при фактическом комбинированном нагружении.

АПоворотный подшипник для высоких нагрузокПоэтому пропускная способность может быть ограничена болтами, даже если она кажется приемлемой. Это часто встречается в случаях, когда конструкторы увеличивают диаметр кольца для повышения сопротивления изгибающему моменту, но при этом сохраняют слишком гибкий монтажный фланец или используют неподходящее расположение болтов.

Используйте диаграмму нагрузок поставщика в качестве границы комбинированной нагрузки. Если диаграмма показывает допустимую осевую нагрузку в зависимости от момента опрокидывания, определите фактическую рабочую точку, используя оба значения. Если присутствует радиальная нагрузка, подтвердите, включает ли диаграмма радиальную нагрузку или требуется отдельная проверка. Не следует предполагать, что максимальная опубликованная осевая нагрузка и максимальный опубликованный момент могут быть приложены одновременно.

В итоге, инженерам-конструкторам следует выбирать оборудование с учетом минимально допустимого запаса прочности среди таких факторов, как контакт дорожки качения, момент опрокидывания, болтовое соединение, несущая способность зубчатой ​​передачи и несущая конструкция. Это относится ко всем поворотным системам, нагруженным моментом. Это не означает, что для каждого проекта требуется кольцо наибольшего размера; улучшение положения груза, жесткости фланца или расположения болтов может изменить определяющий предел.

Прочтите диаграмму нагрузок подшипников, не комбинируя несовместимые значения.

Диаграмма нагрузок на подшипники часто является самым быстрым способом проверки предлагаемой конструкции. Однако ее легко неправильно использовать. Диаграммы могут показывать осевую силу по одной оси и опрокидывающий момент по другой, при этом кривые представляют различные условия радиальной нагрузки. Другие поставщики могут вместо этого публиковать таблицу допустимых комбинаций.

Перед использованием любой таблицы необходимо уточнить следующие параметры у производителя подшипников:

• Независимо от того, относятся ли значения к статической мощности, рабочей мощности или к определенным условиям эксплуатации.

• Независимо от того, применяется ли указанный момент опрокидывания с осевой нагрузкой, радиальной нагрузкой или с обеими одновременно.

• Учитывается ли приведение значений к предположению о наличии сплошной круглой монтажной поверхности с достаточной жесткостью.

• Учитываются ли предварительное натяжение болта и класс болта в пределах установленных ограничений.

• Независимо от того, является ли нагрузка неподвижной, медленно вращающейся, непрерывно вращающейся, реверсивной или подверженной ударам.

• Необходимо ли проверять зубчатое кольцо отдельно на предмет передаваемого крутящего момента привода.

Рассмотрим подъемную рабочую платформу с поворотным подшипником. Когда платформа находится в центре, осевая нагрузка может быть доминирующим фактором. Когда платформа выдвинута, тот же вес создает гораздо больший момент, поскольку центр тяжести смещается наружу. Если платформа подвергается боковому воздействию или торможению, одновременно добавляется радиальная нагрузка.

В этом примере выбор только на основе осевой нагрузки был бы неверным. Выбор только на основе момента также может быть неверным, если номинальная нагрузка, указанная поставщиком, предполагает другую осевую нагрузку. Правильным действием является расчет для каждого положения платформы, определение наибольшей суммарной нагрузки и представление полученных результатов на рассмотрение поставщику. Этот метод подходит для предварительной оценки осуществимости и детального проектирования. Он не заменяет анализ устойчивости машины, который должен учитывать всю базу оборудования и состояние опор.

В тех случаях, когда кольцо имеет наружные или внутренние зубья, подшипник и шестерня должны рассматриваться как соединенные, но отдельные элементы, требующие проверки. Подшипник большего размера может выдерживать нагрузку, в то время как зубья шестерни все еще требуют проверки на соответствие крутящему моменту и режиму работы привода. LTZC также может оказывать поддержку в смежных областях.поворотное зубчатое колесотребования, предъявляемые к вращающемуся соединению, включающему зубчатое кольцо.

Перед окончательным выбором размера кольца проверьте конструкцию крепления.

Подшипник не установлен на абстрактной плоской поверхности. Он передает сосредоточенные усилия на два фланца машины. Если какой-либо из фланцев деформируется, кольца подшипника могут перестать совмещать нагрузку должным образом.

При наклоне оборудования нагруженная сторона кольца имеет тенденцию вдавливаться в опору, в то время как противоположная сторона может стремиться к отрыву. Крепежные болты и жесткость фланца должны совместно противостоять этой тенденции. Кольцо, выбранное из таблицы нагрузок, может показывать плохие результаты, если окружающая конструкция слишком тонкая, прерывается большими отверстиями, неравномерно обработана или не имеет опоры вблизи окружности расположения болтов.

Проверка конструкции крепления для условий наклона.

1. Убедитесь, что обе монтажные поверхности ровные, чистые и полностью поддерживаются вокруг предполагаемых мест крепления болтов.

2. Проверьте опорный фланец на предмет локального изгиба вблизи наиболее нагруженного участка, а не только на среднее напряжение по всей окружности.

3. Укажите болты, способ затяжки и предварительное натяжение в соответствии с инструкциями по установке от поставщика подшипников.

4. Проверьте, не меняет ли нагрузка направление. Реверсивный момент может создавать большую нагрузку на фиксацию соединения, чем нагрузка постоянного направления.

5. Оцените влияние деформации при сварке, толщины лакокрасочного покрытия, заусенцев и локальных особенностей сварного шва на монтажные поверхности.

6. Перед передачей рамы станка на изготовление необходимого оборудования спланируйте доступ для затяжки, осмотра, смазки и замены деталей.

Хорошее правило — рассматривать подшипниковое кольцо и монтажную конструкцию как единый путь передачи нагрузки. Эта рекомендация особенно актуальна для сварных оснований, мобильных машин и конструкций с вырезами вблизи окружности расположения болтов. Она менее строга для сильно обработанного, полностью поддерживаемого монтажного интерфейса, но даже в этом случае требования к монтажу, установленные поставщиком, остаются в силе.

Важна также детальная процедура сборки. Ознакомьтесь с рекомендациями LTZC по...установка подшипникапри подготовке фланца, процедуры установки болтов и плана проверки.

Избегайте ошибок выбора, которые скрывают риск перекоса.

Следующие ошибки неоднократно приводят к несоответствию между возможностями, указанными в каталоге, и производительностью установленного оборудования. Каждую из них можно устранить до начала производства.

Компания LTZC Bearings Co., Ltd. предлагает индивидуальные решения по подшипникам, разработанные с учетом условий эксплуатации, существующих конструкций и технических характеристик. Это полезно в случаях, когда стандартное кольцо из каталога не соответствует требуемому интерфейсу крепления, выбору материала, размеру или требованиям к производительности. Отсутствие минимального объема заказа (MOQ) помогает на этапе разработки прототипов и мелкосерийного оборудования. Сроки поставки обычно составляют от 30 до 90 дней, в зависимости от подтвержденных проектных и заказных требований.

Для проверки системы качества компания LTZC имеет сертификаты ISO9001:2015, ISO14001:2015 и ISO45001:2018, а также сертификаты ISO, CCS и ABS, указанные в документах компании. Эти сертификаты помогают в оценке поставщиков, но не отменяют необходимости проверки фактической нагрузки, конструкции крепления и условий эксплуатации для каждого выбранного подшипника.

Подготовьте запрос предложений (RFQ), который позволит провести содержательный анализ допустимого наклона конструкции.

Поставщик не может ответственно подтвердить допустимую угол наклона, основываясь только на диаметре подшипника и весе оборудования. Наиболее полезный пакет запроса коммерческого предложения содержит достаточно информации для оценки фактического соединения и сочетания нагрузок.

• Общий чертеж с указанием расположения подшипников, направлений нагрузки и положения центра тяжести.

• Осевая нагрузка, радиальная нагрузка, момент опрокидывания и крутящий момент привода для каждого режима работы.

• Расстояние от каждой приложенной нагрузки до осевой линии подшипника.

• Диапазон вращения, скорость, рабочий цикл, частота реверсирования и ожидаемые условия эксплуатации.

• Монтажные чертежи с указанием геометрии фланца, расположения болтов, зон опоры и доступного монтажного пространства.

• Требуемая форма шестерни, положение шестерни, схема привода, способ смазки и требования к уплотнению, где это применимо.

• Если проект предполагает замену или модернизацию подшипника, необходимо указать существующий чертеж подшипника или номер его детали.

Если для применения требуется нестандартная оболочка или интерфейс, LTZC может проверить чертежи на соответствие требованиям.нестандартные подшипникии предложить конфигурацию, подходящую для указанных условий эксплуатации. Для оборудования, использующего приводной блок, а не отдельный двигатель и шестерню, соответствующиеПоворотные приводыДиапазон также может иметь значение.

Для получения консультации по выбору поворотного подшипника с наклонной нагрузкой предоставьте свои чертежи и примеры комбинированных нагрузок.