En portalfræserbygger, der kører en 1,2 m lang, 40 mm kugleskrue ved 2.500 omdr./min., ringede efter seks ugers to-skiftsproduktion. Slaget på X-aksen havde sneget sig fra 0,008 mm til 0,035 mm, og lejehuset ved trykenden kørte omkring 8 grader C over maskinrammen. Intet var gået i stykker. Stål udvider sig omkring 0,0115 mm pr. meter pr. grad C, så skruen voksede med omkring 0,1 mm mellem en kold mandag morgen og en varm fredag eftermiddag, og fordi begge ender var blevet fastspændt med aksialt placerede lejer, skulle al den vækst absorberes et sted.
Lektionen er den samme, som dukker op i de fleste spørgsmål om kugleskruestøttelejer: lejet er den sidste beslutning, ikke den første. Beslut hvordan skruen skal placeres aksialt, hvor meget forspænding trykparret skal bruge, og hvordan den frie ende får lov til at flyde. Vælg derefter varenumre.
Hvad hver ende af skruen faktisk skal gøre
Det korte svar: den ene ende fastgør skruen aksialt og bærer trykket, den anden ende støtter den radialt og lader den bevæge sig. Et støttelejesæt er ikke to identiske lejer valgt for nemheds skyld, det er et par komponenter med forskellige opgaver, og fejlmønstrene er også forskellige.
Faste og flydende endeopgaver på en typisk kugleskrueakse med symptomer på et forkert valg. | Stilling | Primær pligt | Typisk lejevalg | Hvad går galt, hvis det ikke stemmer overens |
| Fast (fremstød) ende | Placerer skruen aksialt, bærer skære- og accelerationstryk, indstiller forspænding | Matchet vinkelkontaktpar, back-to-back eller en dobbeltrækket vinkelkontaktenhed | Aksialt spil, der vokser med belastning, varme huse, gnav på akselskulderen |
| Flydende (støtte) ende | Bærer kun radial belastning, tillader termisk udvidelse og sammentrækning | Dybt rillekugleleje med den ydre ring fri til at glide ind i huset | Buet skrue, brinellerede løbebaner, trykpar overbelastet, når skruen opvarmes |
| Motor eller gearkasse ende | Overfører drejningsmoment, absorberer koblingsforskydning | Radialleje dimensioneret kun til sin egen belastning | Koblingskræfter skubbet ind i støttelejerne, vibration ved hastighed |
En hurtig fornuftskontrol for ethvert nyt design: Mål afstanden mellem de to lejesæder i millimeter, divider med 1000, gang med den forventede temperaturstigning i grader C og gang med 11,5. Resultatet i mikron er den aksiale vandring, som den flydende ende skal kunne optage. På en 2 m skrue med 5 graders stigning, der allerede er omkring 115 mikron, hvilket er langt mere end nogen forspænding kan sluge.
Valg af det faste ende-par
Tre arrangementer dækker det meste af værktøjsmaskiner og automatiseringsarbejde, og valget afhænger normalt af hastighed, stivhed og hvor meget aksial plads huset kan spare.
- Ryg-til-ryg (DB) vinkelkontaktpar: den bredeste belastningsspredning mellem de to kontaktpunkter, god modstandsdygtighed over for bøjningsmomenter og standardvalget for skruetrykender.
- Face-to-face (DF) par: tolererer lidt mere forskydning, men har en smallere belastningsspredning, så den bøjer mere under momentbelastning.
- Tandem (DT) par: begge lejer deler trækkraft i én retning, bruges kun, når trykket er tungt og envejs, og et andet par lukker løkken et andet sted.
Kugleskruestøttelejer er almindeligvis bygget med en kontaktvinkel på 60 grader, fordi prioriteten er aksial stivhed frem for radial kapacitet. Universalt matchede par leveres med en defineret forspænding, der allerede er slebet ind, så parret skal monteres som et sæt og aldrig blandes med et andet par fra en anden boks. Hvis designet kræver en enkelt kompakt enhed i stedet for to separate ringe, udfører et dobbeltrækket vinkelkontaktleje det samme lokaliseringsjob i et hussæde og tager kombineret radial- og trykbelastning; vores
52 og 53 serier dobbeltrækkede vinkelkontaktkuglelejer Et kompakt enkelthus alternativ til kombineret radial og aksial lokalisering med tætnings- og smøremuligheder til værktøjsmaskiner, vindkraft, nav og pumpebrug. Se produkt → side viser 52- og 53-seriens størrelser, der bruges i denne rolle. Afvejningen er, at forspændingen er fikseret ved fremstillingen, så aksial stivhed ikke kan indstilles efterfølgende.
Preload: Hvor de fleste supportlejeproblemer starter
Preload fjerner intern spillerum og gør skruepositionen gentagelig, men det er et smalt vindue. Som et fungerende udgangspunkt er let forspænding omkring 1 til 2 procent af parrets dynamiske belastningsværdi og medium forspænding omkring 3 procent; alt ud over det hæver normalt køretemperaturen hurtigere end det øger stivheden. Den praktiske test er enkel: Efter en 30 minutters indkøring skal husets temperatur stabilisere sig, ikke blive ved med at stige, og det aksiale slør målt med en måleur ved skrueenden skal vise nul med en gentagelig tilbagevenden til position.
To fejl dominerer. Først ved at bruge en låsemøtrik til at tilføje forspænding, der skulle have været slebet ind i parret, som knuser de indvendige ringe og producerer et leje, der er stift, når det er koldt og grebet, når det er varmt. For det andet at påføre kraftig forspænding på en skrue, der ikke har nogen flydende ende, hvilket gør termisk vækst til en trykbelastning på flere hundrede newton. Begrundelsen bag tolerancebånd og drejningsmomentværdier er beskrevet mere detaljeret i vores note vedr valg af forspænding til 52 og 53 serie lejer , og den samme logik gælder for matchede vinkelkontaktpar.
Den flydende ende fortjener et rigtigt leje
Den flydende ende bliver ofte behandlet som en eftertanke, og det er derfra stille svigt kommer. Den skal bære skruens radiale belastning plus vægten af møtrikken og slæden, holde skruen koncentrisk med trykenden og stadig glide aksialt uden at slide på sædet. Et dybt rille kugleleje med en lokaliseringspasning på akslen og en glidende pasform i huset er det sædvanlige svar, med den ydre ring fri til at bevæge sig måske 0,3 til 0,5 mm hver vej og intet klemmer den fast i boringen.
To detaljer betyder mere end katalogsiden. Husets boring skal være rund og glat nok til, at den ydre ring glider i stedet for vipper, og lejet må ikke være en forspændt type, fordi enhver aksial begrænsning i denne ende ødelægger hele arrangementet. Standard
Dybe rillekuglelejer i 42- og 43-serien For ikke-forspændte lokaliseringssæder dækker denne kategori 42 og 43 serier med dybe sporkuglelejer med standardstørrelser og frigangsmuligheder til varme huse. Se produkt → størrelser dækker de fleste støttesæder, og en C3 frigang er ofte et fornuftigt valg, hvor huset varmes hurtigere op end skaftet.
Når værkstedet er støvet eller vådt
Maskinindhegninger er ikke rene rum. Støbejernsstøv, kølevæsketåge og skyllevand finder alle vej ind i et støttehus, og et åbent leje, der overlever på testbænken, kan svigte inden for en sæson på butiksgulvet. Forseglede og afskærmede varianter af de samme lejefamilier løser det meste af dette uden at ændre husets konvolut, og en 2RS-kontakttætning er et bedre valg end en ZZ-afskærmning, uanset hvor der er kølevæske til stede, fordi et skjold kun afbøjer snavs i stedet for at lukke det ud. Vores
32 og 33 serier dobbeltrækkede vinkelkontaktlejer Forseglede eller afskærmede dobbeltrækkede enheder til snavsede støttehuse, der kombinerer radial og aksial belastningskapacitet med 30 graders kontaktvinkel og kompakt placering. Se produkt → række anvendes, hvor en kompakt lokaliseringsenhed også skal overleve snavsede forhold, og den 30 og 38 serier med 2RS eller ZZ lukninger give samme aksiale lokaliseringsfunktion i en smallere bredde til tætte huse.
Monteringssekvens, der forhindrer tidlig fejl
De fleste støttelagerklager, der når en producent, er monteringsproblemer snarere end fremstillingsproblemer. Sekvensen nedenfor er den, vi anbefaler for et matchet par i trykenden.
- Rengør akselsædet, husboringen og afstandsstykkerne, og kontroller derefter skulderudløbet med en måleur; 0,002 til 0,005 mm i alt er et rimeligt mål for en præcisionsakse.
- Kontroller afstandsstykkernes parallelitet på en overfladeplade. En afstandsholder, der er 0,01 mm ud af parallel, vipper den ydre ring og tilføjer stille og roligt flere hundrede newtons ujævn forbelastning.
- Tilpas parret i den markerede rækkefølge, og hold de matchende mærker på linje nøjagtigt som leveret; vending af en ring ændrer forspændingen og belastningslinjen.
- Smør låsemøtrikken let før tilspænding, så det påførte drejningsmoment bliver til klemkraft i stedet for friktion i tørre gevind, og spænd derefter i to eller tre trin til den angivne værdi.
- Mål aksial bevægelse med en måleur mod skrueenden, mens du skubber og trækker med hånden, og gentag derefter med et håndtag ved moderat belastning for at bekræfte, at aflæsningen ikke vokser.
- Kør ind med stigende hastighed og hold øje med husets temperatur; en stabil aflæsning efter 30 til 60 minutter er beståelseskriteriet, en fortsat stigning er ikke.
Punkter, der skal bekræftes før det første klip
- Kun den ene ende er aksialt placeret. To anbragte ender er den mest almindelige årsag til for tidlig svigt af trykleje.
- Forspænding matcher pligten: let for høj hastighed og lang levetid, medium til kraftig skæring og stivhed, aldrig "så stramt som det vil gå".
- Smøremængde er målt, ikke gættet. Oversmøring af et lille støtteleje knurrer og overophedes lige så hurtigt som slet ikke fedt.
- Koblingsjustering kontrolleres efter at lejerne er fastspændt, ikke før.
En kort indkøbstjekliste
Når et støtteleje er specificeret, kræver forespørgslen mere end en boring og udvendig diameter. Købere, der leverer følgende, får et brugbart tilbud første gang:
Information, der ændrer lejet, der tilbydes for en kugleskruestøtteposition. | Vare | Hvorfor det ændrer delen |
| Aksialtryk med sikkerhedsfaktor | Indstiller, om et matchet par eller en enkelt dobbeltrækket enhed er tilstrækkelig |
| Påkrævet aksial stivhed | Bestemmer forspændingsklasse og kontaktvinkel |
| Maksimal hastighed og driftscyklus | Driver burtype, smøring og tætningsvalg |
| Nøjagtighedsklasse og udløbsgrænse | Adskiller et standardpræcisionspar fra et P4-klassesæt |
| Miljø | Åben, afskærmet eller kontaktforseglet; fedttype og påfyldningsmængde |
| Husets dimensioner | Udelukker arrangementer, der fysisk ikke passer til sædet |
Bed om at få parret leveret som et matchende sæt med forspændingen markeret på emballagen, og hold det sammen gennem varer-ind, butikker og montering. Blandede par er den mest stille måde at miste den stivhed, der blev betalt for.
Støttelejer på en kugleskrue er en lille del af maskinen og en stor del af dens repeterbarhed. Få arrangementet rigtigt, den ene ende placeret og den ene ende fri, giv stødparret en forspænding, det kan leve med, og hold den flydende ende virkelig fri. Lejerne i sig selv er sjældent det svage led; beslutningerne omkring dem er normalt.
