Analyse approfondie: roulements à billes de rainure profonde - la pierre angulaire universelle du monde industriel rotatif

Roulements à billes de rainure profonde , souvent salué comme le "champion polyvalent" de la famille des roulements, tirez leur nom de la Race royals en continu profond sur leurs anneaux intérieurs et extérieurs. Ils sont les plus simples dans la construction, les plus largement utilisés et le type de roulement de roulement produit le plus élevé. Renommé pour leur polyvalence, leur fiabilité élevée, leur frottement relativement faible et leur coût de fabrication, ils servent de suppout de base pour les composants rotatifs, allant des instruments miniatures aux machines industrielles à grande échelle.

I. Structure de base et caractéristiques de conception

Composants principaux:
- Anneau extérieur: Anneau extérieur avec un chemin de course à grain profond et continu.
- Anneau intérieur: Anneau intérieur avec une voie de course à rainure continue et continue, généralement fixée sur l'arbre rotatif.
- Éléments roulants: Multiple Boules en acier de précision Ce rouleau entre les rouages des anneaux intérieurs et extérieurs, servant de composants clés pour transporter la charge.
- Cage: Sépare uniformément les balles, empêchant les collisions et la friction entre eux, garantissant un fonctionnement fluide. Fabriqué à partir de divers matériaux (acier, laiton, nylon, résine phénolique, etc.).
Race Raceway Deep Groove: C'est l'origine de leur nom et de leur capacité de base. Le rayon d'arc du chemin de course est légèrement plus grand que le rayon de la balle, offrant un angle de contact . Cette conception leur permet de gérer non seulement charges radiales mais aussi un degré important de Charges axiales bidirectionnelles (poussée axiale des deux directions).
Type ouvert vs scellé / blindé:
- Type ouvert: Le plus commun, pratique pour l'inspection et la lubrification, mais nécessite un scellement externe contre les contaminants.
- Avec sceaux / boucliers: Comprend des joints en caoutchouc (contact ou sans contact) ou des boucliers métalliques (sans contact) sur un ou deux côtés du roulement. Améliore considérablement la protection contre la poussière, l'eau et la rétention des graisses , prolongeant considérablement la durée de vie. Particulièrement adapté aux environnements durs ou poussiéreux. Vient souvent pré-lubrifié avec de la graisse, atteignant un opération proche "sans maintenance". Il s'agit de la tendance dominante des applications modernes.

Ii Principe de travail principal

Lorsque le roulement est soumis à une charge radiale, la force est transmise à travers les anneaux aux balles. Les balles roulent en douceur dans les voies de course, convertissant la friction coulissante en friction de roulement beaucoup plus faible. Lorsqu'elle est soumise à une charge axiale, la géométrie du chemin de course de la rainure profonde permet aux balles de rouler le long de la rampe de la rainure, générant une force qui résiste à la poussée axiale.

Iii. Caractéristiques clés

Capacité de charge polyvalente: Porte principalement charges radiales , tout en manipulant efficacement Charges axiales bidirectionnelles modérées . Adaptable aux conditions de fonctionnement complexes.
Couple à faible frottement: Une frottement à faible roulement entraîne une faible résistance au démarrage et à la course, réduire la consommation d'énergie et améliorer l'efficacité .
Capacité à grande vitesse: Capable de réaliser Vitesses de rotation très élevées Dans des conditions de bonne lubrification, de charges modérées et de haute précision.
Fonctionnement lisse et silencieux: Une conception simple et symétrique à haute précision permet de faibles niveaux de bruit et de vibration.
Structure simple et compacte: Facile à fabriquer, à monter et à entretenir. Plage de taille extrêmement large (diamètres d'alésage des millimètres aux mètres).
Coût de fabrication relativement faible: La production de masse standardisée offre une rentabilité élevée.
Capacité d'auto-alignement limitée: Ne peut tolérer que très léger désalignement angulaire entre l'arbre et le boîtier (généralement seulement quelques minutes d'arc). Un désalignement significatif augmente considérablement la friction, le bruit et réduit la durée de vie.

Iv. Zones d'application primaires (omniprésents)

Les roulements à billes de rainure profonde se trouvent dans pratiquement tous les champs nécessitant des pièces rotatives:

Moteurs électriques et générateurs: Le choix de roulement principal pour presque tous les petits et moyens moteurs.
Automobile: Des moyeux de roue (certaines applications), des transmissions, des pompes à eau, des alternateurs, des compresseurs de climatisation, des poulies tendeur, etc.
Appareils ménagers: Machines à laver, sécheuses, aspirateurs, ventilateurs électriques, unités de climatisation intérieure / extérieure, outils électriques, etc.
Machines industrielles: Pompes, ventilateurs, boîtes de vitesses, rouleaux de convoyeur, broches de machines-outils (haute vitesse, charge légère), machines agricoles.
Matériel de bureau: Imprimantes, copieurs, ventilateurs de refroidissement par ordinateur.
Instruments de précision: Dispositifs médicaux, équipement de mesure, petits joints de robot, etc.
Machines générales: Toute application nécessitant une prise en charge d'une arbre tournante et d'une réduction de friction.

V. limitations

Capacité de charge axiale limitée: Ne peut pas gérer lourd charges axiales ou pur charges axiales. Pour les applications principalement sous réserve de charges axiales ou de charges axiales de choc lourdes, Roulements à billes de poussée or Roulements à rouleaux effilés doit être sélectionné.
Résistance à l'impact modéré: Par rapport aux roulements à rouleaux, ils sont plus sensibles aux charges de choc sévères.
Hédictions de désalignement limitées: Faible tolérance pour les erreurs de montage (déviation de l'arbre, désalignement); nécessite une bonne précision de montage.
Limitations de la cage: À des vitesses extrêmement élevées ou dans des conditions extrêmes, la cage peut devenir un facteur limitant ou un point de défaillance (en particulier certaines cages en plastique).

Vi. Facteurs de sélection clés

Taille: Diamètre d'alésage, diamètre extérieur, largeur - doit correspondre à l'arbre et au boîtier.
Charges:
- Charge radiale: Magnitude de la charge prédominante?
- Charge axiale: Magnitude attendue de la charge axiale bidirectionnelle? Est-ce intermittent?
Vitesse: Vitesse de rotation de fonctionnement maximale?
Environnement de fonctionnement: Présence de poussière, d'humidité, de produits chimiques corrosifs? Plage de températures?
- Exigence d'étanchéité: Ouvrir? Boucliers métalliques? Joints de contact en caoutchouc? Sceaux sans contact?
Grade de précision: NORMAL (P0), précision (P6, P5, P4, P2). Une précision plus élevée permet des vitesses plus élevées, un fonctionnement plus lisse / plus silencieux, mais aussi un coût plus élevé. P0 suffit pour la plupart des applications générales.
Clairage interne: Jeu interne (autorisation radiale). La clairance standard (C0) est la plus courante. Un dégagement plus important (C3) peut être nécessaire pour des températures élevées ou des arbres longs; Alimentage plus petit (C2) pour le positionnement de précision.
Exigences de bruit: Les applications spéciales à faible bruit peuvent nécessiter des roulements à faible bruit.
Marque et qualité: Les marques réputées (SKF, FAG / INA, NSK, NTN, Timken, etc.) représentent généralement des matériaux plus fiables, des processus de fabrication et un contrôle de la qualité.

Vii. Points clés de l'installation et de la maintenance

Installation correcte: Utilisez les outils appropriés (appuyez sur, radiateur), Évitez de marteler directement sur les anneaux de roulement! Assurez-vous que les arbres et les boîtiers sont propres, exempts de territoires et des tolérances dimensionnelles correctes. Garantie perpendiculaire des épaules de puits et des culées de logement. Le désalignement est une cause principale de défaillance prématurée de roulement.
Lubrification:
- Graisse: Le plus commun. Sélectionnez le type correct (viscosité d'huile de base, cohérence, additifs) et quantité (généralement 30% à 50% de l'espace libre interne). Les roulements scellés sont livrés avec de la graisse longue durée de vie.
- Huile: Convient pour des vitesses ou des situations très élevées nécessitant une dissipation de chaleur / rinçage (par exemple, des broches de machine-outil).
- Réapprovisionnement / remplacement régulier: Les roulements ouverts nécessitent une lubrification de maintenance périodique.
Protection d'étanchéité: Les roulements ouverts nécessitent des joints externes fiables (par exemple, les joints d'arbre radial) pour empêcher la pénétration de contaminants.
Surveillance: Faites attention aux changements dans le bruit de fonctionnement, les vibrations et l'élévation de la température, car ce sont les premiers signes de défaillance.