Som de centrale understøttende komponenter i roterende maskineri, Inch serie dybe rille kuglelejer Spil en uerstattelig rolle i nøglefelter som rumfart, præcisionsinstrumenter og specielt udstyr. Sammenlignet med metriske lejer opfylder tommerlejer de strenge krav til specifikke industrielle scenarier med deres unikke størrelsessystem og ydelsesegenskaber.

1.. Rollen og egenskaberne ved tomme dybe rilleboldlejer

Inch -serien Deep Groove Ball Lejer er rullende lejer designet og fremstillet i henhold til tomme størrelsesstandarder. De supplerer almindelige metriske lejer og indtager en vigtig position inden for specifikke industrielle felter og traditionelt udstyr. Denne type lejer bevarer de grundlæggende egenskaber ved dybe rilleboldlejer, mens man tilpasser sig kravene i Inch -systemet med hensyn til størrelsesserier, tolerance fit og strukturelle detaljer, hvilket giver en uerstattelig standardiseret løsning til det nordamerikanske marked, rumfart og traditionel udstyrsvedligeholdelse.

Størrelsesstandardsystemet udgør det mest markante eksterne træk ved tomme lejer. I modsætning til metriske lejer, der bruger millimeter som basisenhed, bruger kejserlige lejer fraktioneret eller decimal inches som specifikationer. Almindelige indre diametre spænder fra 1/8 tommer (0,125 tommer) til 6 tommer med en standardsekvens på trin på 1/16 tommer. For eksempel svarer den lejemodel R6 til en indre diameter på 0,375 inches (3/8 "), en ydre diameter på 0,875 inches og en bredde på 0,281 inches. Dette størrelsessystem danner en naturlig pasform med den kejserlige skaftdiameter og lejet sædehul, der undgår konverteringsfejlen, når metrisk lejer bruges på kejserligt udstyr.

De strukturelle designfunktioner afspejler tilpasningsevne af kejserlige lejer til specifikke applikationsscenarier. En typisk kejserlig dyb rilleboldbærende består af fire kernekomponenter: en ydre ring, en indre ring, en stålkugle og et bur, men der er forskelle i detaljer sammenlignet med lignende metriske produkter: den ydre ring har normalt ingen fastholdelsesrille eller en tætningsdækningsinstallationsinstallation for at opretholde en mere komplet strukturel styrke; Den indre ring ribhøjde øges relativt med 5-8% for at give bedre aksial vejledning; Antallet af stålkugler er 1-2 mindre end det i samme størrelse metrisk leje, men diameteren øges med 3-5% for at kompensere for forskellen i belastningskapacitet. Disse designfunktioner gør det muligt for kejserlige lejer at fungere godt under højhastighedsbetingelser. Nogle specielle modeller bruger også et dobbelt-række bolddesign (såsom LL-serien) for at opnå højere belastningskapacitet i et begrænset rum og opfylde de kompakte krav til ingeniørmaskiner.

Materiale- og varmebehandlingsprocessen bestemmer ydelsen af kejserlige lejer. Energibegrænsning. Luftface-kvalitet imperialen lejer bruger vakuumafgasning af smeltningsteknologi, oxidindeslutninger kontrolleres ved DS ≤ 0,5, og den samlede mængde ikke-metalliske indeslutninger er ≤ 0,05%, hvilket er meget højere end renhedsstandarden for almindelige metriske lejer. Med hensyn til varmebehandling bruger kejserlige lejer generelt en dobbelt slukningsproces: den første slukning opnår en finkornet martensitisk matrix (hårdhed 62-64HRC), og den anden slukning justerer det resterende austenitindhold (kontrolleret til 5-8%), hvilket forbedrer dimensionel stabilitet med mere end 50%. For ætsende miljøer har den kejserlige serie udviklet 440C rustfrit stålaksler, som kromindholdet i lejet er 16-18%. Gennem særlig aldringsbehandling opretholdes hårdheden ved 58-60HRC, hvilket er både korrosionsbestandig og slidbestandig.

Egenskaberne ved industriapplikationer viser markedspositionering af kejserlige lejer. I det nordamerikanske industrisystem er kejserlige lejer stadig det dominerende valg for traditionelt udstyr. For eksempel vedtager transmissionssystemerne for landbrugsmaskiner og ingeniørkøretøjer generelt den kejserlige serie. I rumfartsområdet bruger nogle arvelige design af Boeing og Airbus stadig den kejserlige lejestandard. For eksempel øges den indre diameter af store koniske rullelejer, der bruges i luftfartøjslandingsudstyr, ofte med 1/8 tommer.

2. Arbejdsprincip og mekaniske egenskaber

Det mekaniske opførsel og arbejdsprincippet for inch -serien Deep Groove Ball Lejer er baseret på den grundlæggende teori om rullende lejer, men deres specielle størrelsessystem og strukturelle design giver dem unikke ydelsesegenskaber. At forstå disse mekaniske egenskaber er afgørende for den korrekte selektion og udvikling af potentialet i tommerlejer. Fra kontaktmekanik til kinematik, fra belastningsfordeling til fejlmekanisme, er arbejdsprincippet for inch dybe rilleboldlejer et komplekst system af multi-fysisk feltkobling.

De kinematiske egenskaber bestemmer hastighedsgrænsen for inch -lejer. Når lejet roterer, præsenterer komponenterne en kompleks bevægelsestilstand: stålkuglen findes på samme tid, hvor buret opretholder afstanden mellem kuglerne under rotation (omkring sin egen akse) og revolution (omkring lejaksen). Den kinematiske koordinering af det kejserlige leje afspejles i følgende: Det indre ringstyrede burdesign gør kuglen revolution hastighed ω_cage = ω_shaft × d/(d d), hvor d er kuglediameteren og d er tonehøjde diameter (begge i inches). Da forholdet (D/D) mellem kejserlige lejer normalt er 0,25-0,3 (lidt større end metrisk 0,22-0,25), påvirkes dens kritiske hastighed mere markant af centrifugalkraft, og den kejserlige enhedskorrektionsfaktor skal indføres under beregning: N_max = k × (d d)/(d^1,5), hvor k er materialekonstantkonstanten (ca. ). Dette forklarer, hvorfor den begrænsende hastighed i samme størrelse imperialiselager normalt er 5-10% lavere end for metrisk lejet, men i den faktiske anvendelse kompenserer den større godkendelse for en del af hastighedstabet.

Lovfordelingsloven afspejler de bærende egenskaber ved kejserlige lejer. Under virkningen af radial belastning FR deler ikke alle stålkugler belastningen lige, men danner et bærende område på 120-150 °. Fordi det kejserlige leje har en større clearance (CN-kvalitetsklarering er ca. 0,001 inches), er dens belastningsfordelingsvinkel 10-15 ° bredere end metriske lejer, og den maksimale kontaktkraft Q_max = 4,37 × fr/z (z er antallet af stålkugler). Når den er udsat for en kombineret belastning (FR FA), er den aksiale bærende kapacitet af det kejserlige leje relativt fremragende på grund af dens høje flange. Graden af stigning (ca. 5-8%) kan modstå en større aksial komponent. Den kejserlige formel bruges til at beregne den aksiale nominelle belastning: FA_max = 0,6 × Z × D^2 × SINa, hvor α er kontaktvinklen (ca. 5-10 ° for dybe rilleboldslejer). Øvelse har vist, at levetiden for det kejserlige L4549-leje (1-1/2 tommer indre diameter) under ren aksial belastning er 20-25% højere end den for metrisk 6306-leje, hvilket gør det fordelagtigt i trykansøgninger.

Dynamiske præstationsparametre er nøglen til at evaluere arbejdstilstanden for kejserlige lejer. RMS -værdien af den lejede vibrationshastighed (tomme/sek) er en vigtig kvalitetsindikator for den kejserlige serie. Vibrationsværdien af ABEC7-lejelejer af høj kvalitet kontrolleres med 0,05- inden for området 0,12in/s, er den 20% strengere end den metriske P5-kvalitetsbeleje. En anden vigtig parameter er stivhedskarakteristik. Den radiale stivhed af det kejserlige leje er K_R = 1000 × z × d × cosa (lb/in), og den aksiale stivhed er k_a = 800 × z × d × sina (lb/in). Da antallet af stålkugler i kejserlige lejer normalt er mindre (1-2 mindre), er deres stivhed 5-10% lavere end for metriske lejer af samme størrelse, hvilket kræver særlig opmærksomhed på kompensation, når de vælger præcisionsudstyr. Modal analyse viser, at den første ordens naturlige frekvens af det kejserlige R8-leje (1/2 tommer indre diameter) er ca. 3500-4000Hz, hvilket er 15% lavere end for metrisk 6201-bæring, og påvirkningsmodstanden er relativt bedre.