Hur kompenserar självjusterande kullager för axelfel?

Detaljerad mekanism för hur självjusterande kullager kompenserar för axelfel

Den självinställande kullager är ett unikt designat rullager vars primära funktion är att automatiskt anpassa vinkelförskjutning eller axelavböjning mellan axelns mittlinje och hushålets mittlinje. Denna förmåga härrör huvudsakligen från sfärisk geometri på dess yttre ringlopp , vilket är den största skillnaden jämfört med konventionella lager.

1. De grundläggande designfunktionerna

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

• Spherical Outer Ring Raceway:
  • Detta är nyckelkomponenten för att uppnå självanpassning. Den inre ytan av den yttre ringen är inte cylindrisk; istället bearbetas den till en konkav, sfärisk form .
  • Den center of this sphere coincides with the theoretical center of the bearing, providing the balls with the freedom to vrida eller luta runt detta gemensamma centrum.
• Dubbel rad med bollar:
  • Den bearing is typically equipped with två rader med bollar som går i två separata löpbanor på den inre ringen.
  • Båda raderna av kulor kommer i kontakt med samma enda sfäriska löpbana i den yttre ringen.
• Integrerad rörelse av inre ring, bollar och bur:
  • När axeln avviker, inre ring , som är monterad på axeln, tvingas luta.
  • Eftersom bollarna och buren alltid hålls inom de inre ringens löpbanor, rör sig och lutar de som en enda enhet i förhållande till den yttre ringen.

2. Den fysiska ersättningsprocessen

När lagret stöter på installationsfel, axelböjning (nedböjning) under belastning eller andra orsaker som resulterar i vinkelförskjutning under drift är kompensationsprocessen följande:

1. Lutning inträffar: 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 spontana, ohämmade svängningsrörelser inom sfärisk löpbana i den yttre ringen . Eftersom den yttre löpbanan är sfärisk bibehåller kulorna fullständig och korrekt kontakt med både den sfäriska yttre löpbanan och den inre ringen.
3. Eliminering av inre stress: Denna automatiska justering eliminerar det skadliga kantspänningskoncentration som skulle inträffa i ett styvt lager (som ett djupt spårkullager) på grund av vinkelförskjutning. I konventionella lager gör lutning att kontaktpunkterna mellan kulan och löpbanan flyttas bort från mitten, vilket skapar spänningstoppar som kraftigt minskar lagrets livslängd.
4. Jämn lastfördelning: Genom självinställning omfördelas belastningen jämnt över båda raderna av kulor, vilket säkerställer att lagret fungerar stabilt inom sin designade belastningskapacitet.

Självjusterande kullager kan vanligtvis kompensera för maximal vinkelförskjutning allt från $\pm 1,5^\circ$ till $\pm 3^\circ$ , beroende på lagrets storleksserie och design.

Jämförelse av självjusterande kullager och djupa spårkullager