Hvordan kompenserer selvjusterende kulelagre for akselfeil?

Detaljert mekanisme for hvordan selvjusterende kulelagre kompenserer for akselfeil

Den selvjusterende kulelager er et unikt designet rullelager hvis primære funksjon er å automatisk tilpasse vinkelfeil eller akselavbøyning mellom akselens senterlinje og husets senterlinje. Denne evnen stammer hovedsakelig fra sfærisk geometri til den ytre ringløpsbanen , som er den største forskjellen sammenlignet med konvensjonelle lagre.

1. Kjernedesignfunksjonene

Den design of the self-aligning ball bearing is custom-engineered to address demanding alignment requirements:

• Spherical Outer Ring Raceway:
  • Dette er nøkkelkomponenten for å oppnå selvjustering. Den indre overflaten av den ytre ringen er ikke sylindrisk; i stedet maskineres den til en konkav, sfærisk form .
  • Den center of this sphere coincides with the theoretical center of the bearing, providing the balls with the freedom to svinge eller vippe rundt dette fellessenteret.
• Dobbel rad med baller:
  • Den bearing is typically equipped with to rader med kuler som går i to separate løp på den indre ringen.
  • Begge rader med kuler kommer i kontakt med den samme enkelt sfæriske løpebanen til den ytre ringen.
• Integrert bevegelse av indre ring, baller og bur:
  • Når akselen avviker, vil indre ring , som er montert på akselen, tvinges til å vippe.
  • Fordi ballene og buret alltid holdes innenfor de indre ringløpene, beveger de seg og vipper som en enkelt enhet i forhold til den ytre ringen.

2. Den fysiske kompensasjonsprosessen

Når lageret møter installasjonsfeil, akselbøyning (avbøyning) under belastning, eller andre årsaker som resulterer i vinkelfeil under drift er kompensasjonsprosessen som følger:

1. Tilting skjer: Den shaft deviation causes the inner ring’s centerline to form an angle $\alpha$ (the angular misalignment) with the outer ring’s centerline.
2. Den Spherical Effect: Den tilted inner ring and ball assembly undergoes a spontan, uhemmet svingende bevegelse innenfor sfærisk løpebane til den ytre ringen . Fordi den ytre løpebanen er sfærisk, opprettholdes kulene full og riktig kontakt med både den sfæriske ytre løpebanen og den indre ringen.
3. Eliminering av indre stress: Denne automatiske justeringen eliminerer det skadelige kantspenningskonsentrasjon som vil oppstå i et stivt lager (som et dypt sporkulelager) på grunn av vinkelfeil. I konvensjonelle lagre fører tilting kontaktpunktene mellom kulen og løpebanen til å flytte seg bort fra midten, og skaper spenningstopper som reduserer lagrenes levetid.
4. Jevn lastfordeling: Gjennom selvinnstilling blir lasten fordelt jevnt over begge rader med kuler, noe som sikrer at lageret fungerer stabilt innenfor den utformede lastekapasiteten.

Selvjusterende kulelager kan typisk kompensere for maksimal vinkelavvik alt fra $\pm 1,5^\circ$ til $\pm 3^\circ$ , avhengig av lagerets størrelsesserie og design.

Sammenligning av selvjusterende kulelager og dype sporkulelager