Na complexa área de máquinas e rolamentos, a compreensão da capacidade de carga dos rolamentos é essencial para a operação eficiente e a durabilidade a longo prazo das máquinas. Cargas incorretas de rolamento podem levar a falhas catastróficas, riscos de segurança, tempo de inatividade dispendioso etc. Pouca carga de rolamento é capaz de levar a falhas precoces, tempo de inatividade, reparo e riscos de segurança, enquanto muita carga pode levar ao superaquecimento, desgaste e aumento do uso de energia.
Portanto, quando as pessoas selecionam rolamentos, é muito necessário considerar o impacto do tamanho da carga do rolamento na vida útil e no desempenho de acordo com as condições de trabalho específicas do equipamento mecânico e garantir que o rolamento possa suportar a carga radial e axial correspondente.
Em seguida, Companhia de rolamentos da LNB se aprofundará e introduzirá o conhecimento básico de terem cargas em detalhes para ajudar os clientes a escolher melhor os rolamentos certos.
Qual é a carga do rolamento?
1. Definição de carga de rolamento
A carga do rolamento é a força ou a pressão que atua sobre o rolamento. Especificamente, é a força que, através de alguns ou todos os elementos rolantes, transmite de um anel de mancal para outro anel de mancal em geral, a carga agirá primeiro no eixo e depois será transmitida ao anel interno do rolamento e, finalmente, atingirá o anel externo.
Os rolamentos podem suportar várias cargas, incluindo cargas radiais, cargas axiais, cargas compostas, cargas centrífugas, etc. Os dois tipos mais comuns são cargas radiais e cargas axiais, que também são o foco deste artigo.
Muitos fatores podem influenciar a magnitude e a direção da carga, como a velocidade do equipamento, o peso do equipamento, a aceleração e a desaceleração do equipamento, o choque e a vibração do equipamento etc. Além disso, temperatura e lubrificação, alinhamento, instalação ou manutenção inadequados também podem afetar o estado de carga do rolamento.
2. Tipos de cargas de rolamento
(1) Carga radial
A carga radial é uma carga perpendicular ao eixo do rolamento, age no anel externo do rolamento. Os rolamentos de carga radial são projetados para lidar com as forças externas que atuam no equipamento enquanto estão girando. Essas forças podem vir do peso do próprio equipamento ou das pressões externas empurrando das laterais.
(2) Carga axial
A carga axial, também conhecida como carga de impulso, é uma carga que atua ao longo do eixo do rolamento. Os rolamentos de carga axial são usados principalmente para transportar impulso causado por forças axiais.
(3) Carga composta
A carga composta é uma combinação de carga radial e carga axial. Nas condições reais de trabalho, muitos rolamentos precisam suportar cargas em várias direções.
(4) Carga dinâmica
Carga dinâmica significa uma carga que muda com a frequência de rotação ou vibração. Geralmente, a carga do rolamento é sempre alterada com o tempo durante o movimento.
(5) Carga estática
A carga estática vem principalmente do peso do próprio equipamento ou da pressão estática. A carga estática é a carga do rolamento quando está estacionária e não em movimento.
(6) Carga de impacto
A carga de impacto refere -se a uma carga enorme que é aplicada repentinamente em um curto período de tempo. Os rolamentos de carga de impacto geralmente têm altos requisitos para materiais e estruturas de rolamento para lidar com forças de impacto em rápida mudança.
(7) carga centrífuga
A carga centrífuga refere -se ao impulso externo gerado por rotação. Quando o anel interno gira os elementos rolantes, eles se movem tangencialmente em um caminho reto, mas o anel externo deve forçá -los a seguir o arco do rolamento. Essa interação produz cargas radiais centrífugas. A velocidade máxima do aplicativo às vezes é limitada pelas fortes cargas centrífugas que gera.
3. Cálculo de cargas de rolamento
Geralmente, as pessoas podem calcular a capacidade de carga do rolamento por meio de métodos, incluindo catálogos do fabricante de rolamentos, calculadoras on -line, análise de elementos finitos (FEA), etc. Para o processo de seleção de rolamentos, o cálculo das cargas de rolamento é uma parte importante. O cálculo de carga correto pode garantir que o rolamento tenha vida útil suficiente e confiabilidade em uso.
O que é carga radial?
1. Definição de carga radial
A carga radial é um dos tipos de carga de mancal comuns. De um modo geral, é uma força ortogonal para o eixo rotacional dos rolamentos, que geralmente atua no centro dos anéis interno e externo do rolamento. Sob carga radial, os anéis internos e externos de um rolamento se movem em relação um ao outro, o que leva ao atrito do rolamento ou ao atrito deslizante dentro dos rolamentos.
Durante o processo de carga de uma carga radial, os elementos de rolamento levarão a força do lado. Nesse caso, pode levar à flexão, deformação ou deslocamento do rolamento. À medida que a carga radial aumenta, também o estresse em pontos específicos. Se a força for muito grande, acelerará o desgaste e a fadiga dos rolamentos, aumentando possíveis falhas ou danos aos rolamentos.
Portanto, ao projetar e trabalhar com rolamentos, deve ser dada uma grande atenção à magnitude e distribuição da carga radial. A seleção correta do tipo de rolamento para se adequar a qualquer carga pode ajudar a garantir que as máquinas e o equipamento funcionem de maneira confiável e suave.
2. Aplicação de carga radial
A carga radial é geralmente usada no design e operação das peças rotativas, que possuem uma aplicação importante em muitos equipamentos mecânicos.
Por exemplo, rodas de carro, eixos de máquinas, motores e geradores, caixas de câmbio, sistemas de transportadores, sistemas de suspensão de veículos etc. Controlar cargas radiais nesses sistemas desempenha um papel fundamental na melhoria do desempenho do equipamento e na extensão da vida útil do serviço.
3. Cálculo de carga radial
Eles permitem que as peças rotativas ou móveis funcionem sem problemas e com controle. Para garantir que os rolamentos durem e executem de maneira confiável, é importante calcular as cargas que eles lidarão com precisão. ACOMERAR ISSO ALVO AJUDA A PREVER PRECISA DESENHO PREMATURO OU FALHA, MANTENDO A MAÇÃO CONVIADA CONDIFÍCIA.
A seguir, são apresentadas as fórmulas básicas para calcular cargas radiais nos rolamentos:
F_r = p_r + f_a
Observação:
F_R é a carga radial (n ou lbf)
P_R é a carga radial pura (n ou lbf)
F_a é a carga axial (n ou lbf)
Observe que, em alguns casos, outros fatores podem precisar ser considerados ao calcular cargas radiais, como cargas dinâmicas, cargas estáticas e cargas de momento.
4. Tipos de rolamento adequados para carga radial
Rolamentos de esferas de ranhura profunda
Rolamentos de esferas de contato angular
Rolamentos de esferas de alinhamento auto-alinhado
Rolamentos de rolos cilíndricos
Rolamentos de rolos de agulha
Rolamentos de rolos esféricos
Rolamentos de seção fina
O que é carga axial?
1. Definição de carga axial
A carga axial, também conhecida como carga de impulso ou carga paralela, é uma força que atua paralela ao eixo. Atua no anel interno e externo do rolamento. A carga axial geralmente resulta de impulso ou tensão. Essa força pode ser unidirecional ou bidirecional. Em palavras simples, a carga axial é uma força aplicada ao longo do centro ou eixo de algo.
A carga axial é transmitida por meio de pistas e elementos rolantes do rolamento. A distribuição de carga axial deve ser equilibrada para o máximo de desempenho e vida útil do serviço. Idealmente, a transferência de força das cargas axiais é distribuída uniformemente entre todos os elementos rolantes, exercendo assim uma distribuição de carga equilibrada, minimizando assim o desgaste e maximizando a eficiência do rolamento.
No entanto, para cargas axiais de deslocamento, fatores incluindo desalinhamento ou carga desigual, o que perturba o equilíbrio e aumenta o estresse que pode causar deformação, flambagem ou falha precoce da estrutura do rolamento.
2. Aplicação de carga axial
As cargas axiais também são predominantes em muitos campos, como eixos automotivos, motores a jato, motores de aeronaves, eixos de máquina -ferramenta, turbinas eólicas, motores de aeronaves, bombas, compressores, sistemas de acionamento de parafuso etc.
3. Cálculo de carga axial
Para calcular a capacidade de carga axial, o tamanho do rolamento, o material e a geometria, bem como a direção e a magnitude da carga, precisam ser considerados, e os fabricantes precisam avaliar rolamentos de acordo com fórmulas e testes padronizados.
A carga axial (f_a) pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
F_a = p_a + f_r
Observação:
F_a é a carga axial (n ou lbf)
P_a é a carga axial pura (n ou lbf)
F_R é a carga radial (n ou lbf)
Da mesma forma, como nas cargas radiais, outros fatores podem precisar ser considerados ao calcular cargas axiais.
Observações:
Deve -se ressaltar que essas fórmulas são simplificadas para que possam fornecer estimativas aproximadas para algumas situações, enquanto as situações mais complexas em geral. Em aplicações reais, o cálculo das cargas de rolamento geralmente é muito complicado, especialmente quando se considera desalinhamento, rolamentos de contato angular ou cargas variáveis.
Os engenheiros e designers, portanto, costumam recorrer a software ou ferramentas específicas que consideram uma série de fatores, incluindo distribuição de carga, geometria, lubrificação e vida útil da fadiga para calcular com precisão as cargas de rolamentos e selecionar o rolamento direito para sua aplicação.
Além disso, os fabricantes de rolamentos geralmente fornecem dados de classificação de carga e diretrizes de recomendação para ajudar os clientes a selecionar o rolamento direito para um aplicativo específico.
4. Tipos de rolamentos adequados para cargas axiais
Rolamentos de esferas de impulso
Rolamentos de rolos de empuxo
Rolamentos de esferas de contato angular (desde que o componente axial seja grande)
Conclusão
Finalmente, vamos revisar as principais diferenças entre carga radial e carga axial. A tabela a seguir pode nos dar uma comparação mais intuitiva de cargas radiais e axiais.
| Item |
Carga radial |
Carga axial |
Direção de força |
Perpendicular ao eixo |
Paralelo ao eixo |
Vigor |
Principalmente forças radiais |
Principalmente forças axiais |
Distribuição de carga |
Distribui força pela circunferência do rolamento |
Distribui força ao longo do eixo do rolamento |
Aplicações típicas |
Rodas automotivas, máquinas rotativas, correias transportadoras, motores elétricos, caixas de câmbio, etc. |
Transmissões, helicópteros, turbinas eólicas, engrenagens helicoidais, etc. |
Exemplos de rolamento |
Rolamentos de esferas de ranhura profunda, rolamentos de rolos de agulha, rolamentos de rolos cilíndricos, etc. |
Rolamentos de esferas de impulso, rolamentos de rolos de impulso, rolamentos de esferas de contato angulares, etc. |
Princípio de trabalho |
Suporta forças verticais e forças de atrito agindo de fora |
Suporta forças de extrusão na direção paralela ao eixo |
Vale ressaltar que muitos sistemas mecânicos funcionam com cargas radiais e axiais simultaneamente na prática de engenharia. Também existem rolamentos adequados para essas situações. Por exemplo, os rolamentos de contato angular podem suportar a carga radial e axial e ajustar um ambiente de rotação de alta velocidade. Os rolamentos cônicos de rolos também podem suportar ambas as cargas simultaneamente e encontrar aplicação generalizada em sistemas de transmissão automotiva, eixos de máquina -ferramenta etc.
A carga radial e axial refere -se a conceitos importantes usados para entender os efeitos mecânicos no sistema. Os dois representam, respectivamente, a força vertical e a força ao longo do eixo que atua sobre rolamentos e outras partes mecânicas. Ao projetar ou selecionar rolamentos ou qualquer outra peça rotativa, é preciso selecionar de acordo com o tipo apropriado de condições de carga se o sistema for para garantir operações estáveis a longo prazo.
No rolamento LNB, podemos ajudar nossos clientes com diferentes tipos de rolamentos para várias necessidades de carregamento. Nosso conhecimento profissional e comprometimento de rolamentos de alta qualidade garantem o desempenho ideal e a vida útil da máquina.
