Como os principais componentes de suporte em máquinas rotativas, Inclui Série de Bolas Deep Groove Ballings desempenham um papel insubstituível em campos -chave, como aeroespacial, instrumentos de precisão e equipamentos especiais. Comparados com os rolamentos métricos, os rolamentos de polegadas atendem aos requisitos rigorosos de cenários industriais específicos com seu sistema de tamanho exclusivo e características de desempenho.
1. O papel e as características dos rolamentos de esferas de ranhura profunda de polegada
Incluindo rolamentos de esferas de ranhura profunda da série de polegadas são rolantes projetados e fabricados de acordo com os padrões de tamanho de polegada. Eles complementam rolamentos métricos comuns e ocupam uma posição importante em campos industriais específicos e equipamentos tradicionais. Esse tipo de rolamento mantém as características básicas dos rolamentos de esferas de ranhura profunda, enquanto se adapta aos requisitos do sistema de polegadas em termos de série de tamanho, ajuste de tolerância e detalhes estruturais, fornecendo uma solução padronizada insubstituível para o mercado norte -americano, aeroespacial e a manutenção tradicional de equipamentos.
O sistema padrão de tamanho constitui a característica externa mais significativa dos rolamentos de polegada. Ao contrário dos rolamentos métricos, que usam milímetros como unidade básica, os rolamentos imperiais usam polegadas fracionárias ou decimais como especificações. Os diâmetros internos comuns variam de 0,125 polegadas a 6 polegadas, com uma sequência padrão de incrementos de 1/16 polegada. Por exemplo, o modelo de rolamento R6 corresponde a um diâmetro interno de 0,375 polegadas (3/8 "), um diâmetro externo de 0,875 polegadas e uma largura de 0,281 polegadas. Este sistema de tamanho forma um ajuste natural com o diâmetro do eixo imperial e o banco do rolamento, evitando o erro de conversão quando a métrica de conversão é usada para o diâmetro do eixo imperial e o rolamento do rolamento, a métrica de conversão é usada para a métrica de mancais.
As características do projeto estrutural refletem a adaptabilidade dos rolamentos imperiais a cenários de aplicação específicos. Um rolamento típico de esfera de ranhura profunda imperial consiste em quatro componentes principais: um anel externo, um anel interno, uma bola de aço e uma gaiola, mas há diferenças nos detalhes em comparação com produtos métricos semelhantes: o anel externo geralmente não possui sulco de retenção ou ranhura de instalação de vedação para manter uma força estrutural mais completa; A altura da costela do anel interno é relativamente aumentada em 5-8% para fornecer melhores orientações axiais; O número de bolas de aço é 1-2 menor que o do mesmo tamanho de rolamento métrico, mas o diâmetro é aumentado em 3-5% para compensar a diferença na capacidade de carga. Esses recursos de design permitem que os rolamentos imperiais tenham um bom desempenho em condições de alta velocidade. Alguns modelos especiais também usam um design de bola de fila dupla (como a série LL) para obter maior capacidade de carga em um espaço limitado e atender aos requisitos compactos de máquinas de engenharia.
O processo de tratamento e tratamento térmico determina o desempenho dos rolamentos imperiais. Limite de energia. Os rolamentos imperiais de grau aeroespacial usam a tecnologia de fundição de desgaseificação a vácuo, as inclusões de óxido são controladas em DS ≤ 0,5, e a quantidade total de inclusões não metálicas é ≤ 0,05%, o que é muito maior que o padrão de pureza dos rolamentos métricos comuns. Em termos de tratamento térmico, os rolamentos imperiais geralmente usam um processo de extinção dupla: a primeira têmpera obtém uma matriz martensítica de granulação fina (dureza 62-64hrc) e a segunda permanência ajusta o conteúdo residual de austenita (controlado em 5-8%), o que melhora a estabilidade dimensional em mais de 50%. Para ambientes corrosivos, a série Imperial desenvolveu 440 ° C eixos de aço inoxidável O teor de cromo do rolamento é de 16 a 18%. Através do tratamento especial em envelhecimento, a dureza é mantida em 58-60HRC, que é resistente à corrosão e resistente ao desgaste.
As características das aplicações da indústria mostram o posicionamento do mercado de rolamentos imperiais. No sistema industrial norte -americano, os rolamentos imperiais ainda são a escolha dominante para os equipamentos tradicionais. Por exemplo, os sistemas de transmissão de máquinas agrícolas e veículos de engenharia geralmente adotam a série Imperial. No campo aeroespacial, alguns projetos herdados da Boeing e da Airbus ainda usam o padrão de rolamento imperial. Por exemplo, o diâmetro interno de grandes rolamentos de rolos cônicos usados no trem de pouso de aeronaves é frequentemente incrementado em 1/8 de polegada.
2. Princípio de trabalho e propriedades mecânicas
O comportamento mecânico e o princípio de funcionamento da série Inch Série Deep Groove Ball Rolingings são baseados na teoria básica dos rolamentos, mas seu sistema de tamanho especial e design estrutural lhes proporcionam características de desempenho exclusivas. Compreender essas propriedades mecânicas é crucial para a seleção e desenvolvimento corretos do potencial de rolamentos de polegadas. Da mecânica de contato à cinemática, da distribuição de carga ao mecanismo de falha, o princípio de trabalho dos rolamentos de esferas de ranhura profunda de polegada é um sistema complexo de acoplamento de campo multi-físico.
As características cinemáticas determinam o limite de velocidade dos mancais de polegada. Quando o rolamento gira, os componentes apresentam um estado de movimento complexo: a bola de aço existe ao mesmo tempo, a gaiola mantém o espaçamento entre as bolas durante a rotação (em torno de seu próprio eixo) e a revolução (ao redor do eixo do rolamento). A coordenação cinemática do rolamento imperial é refletida no seguinte: O projeto da gaiola guiado pelo anel interno faz com que a velocidade da revolução da bola ω_cage = ω_fast × d/(d d), onde D é o diâmetro da bola e D é o diâmetro do tom (ambos em polegadas). Como a razão (d/d) dos rolamentos imperiais é geralmente de 0,25-0,3 (ligeiramente maior que a métrica 0,22-0,25), sua velocidade crítica é mais significativamente afetada pela força centrífuga e o fator de correção imperial deve ser introduzido durante o cálculo: n_max = k × (d d)/(d^1.5), a kn _Max = k × (d d)/(d^1.5), a kn _max = k × (d d)/(d^1.5), ° 5). ). Isso explica por que a velocidade limitadora do mesmo tamanho rolamento imperial é geralmente 5-10% menor que a do rolamento métrico, mas, na aplicação real, a folga maior compensa parte da perda de velocidade.
A lei de distribuição de carga reflete as características de carga dos rolamentos imperiais. Sob a ação da carga radial FR, nem todas as bolas de aço compartilham a carga igualmente, mas formam uma área de 120-150 °. Como o rolamento imperial possui uma folga maior (a folga do grau de CN é de cerca de 0,001 polegadas), seu ângulo de distribuição de carga é de 10 a 15 ° mais largo que o dos rolamentos métricos, e a força de contato máxima Q_MAX = 4,37 × FR/Z (z é o número de bolas de aço). Quando submetido a uma carga combinada (FR FA), a capacidade de carga axial do rolamento imperial é relativamente excelente devido ao seu flange alto. O grau de aumento (cerca de 5-8%) pode suportar um componente axial maior. A fórmula imperial é usada para calcular a carga nominal axial: fa_max = 0,6 × z × d^2 × sinα, onde α é o ângulo de contato (cerca de 5-10 ° para rolamentos de esferas de ranhura profunda). A prática mostrou que a vida útil do rolamento imperial L4549 (diâmetro interno de 1-1/2 polegadas) sob carga axial pura é 20-25% maior que a do rolamento métrico 6306, o que a torna vantajosa nas aplicações de impulso.
Os parâmetros de desempenho dinâmico são a chave para avaliar a condição de trabalho dos rolamentos imperiais. O valor RMS da velocidade de vibração do rolamento (polegada/s) é um importante indicador de qualidade da série imperial. O valor de vibração dos rolamentos de grau ABEC7 de alta qualidade é controlado a 0,05- dentro da faixa de 0,12in/s, é 20% mais rigoroso que o rolamento métrico de grau P5. Outro parâmetro importante é a característica da rigidez. A rigidez radial do rolamento imperial é k_r = 1000 × z × d × cosα (lb/pol) e a rigidez axial é k_a = 800 × z × d × sinα (lb/pol). Como o número de bolas de aço em rolamentos imperiais é geralmente menor (1-2 a menos), sua rigidez é 5-10% menor que a dos rolamentos métricos do mesmo tamanho, o que requer atenção especial à compensação ao selecionar equipamentos de precisão. A análise modal mostra que a frequência natural de primeira ordem do rolamento imperial R8 (diâmetro interno de 1/2 polegada) é de cerca de 3500-4000Hz, que é 15% menor que o do rolamento 6201 da métrica, e a resistência ao impacto é relativamente melhor. .
