Sélection des matériaux et optimisation de la conception des roulements à billes à gorge profonde dans des conditions de charges lourdes ?

En tant qu'élément clé indispensable du système de transmission mécanique, les performances de Roulement à billes à gorge profonde est directement lié à l’efficacité de fonctionnement, à la fiabilité et à la durée de vie de l’ensemble de l’équipement. Dans des conditions de travail à forte charge, le roulement doit résister à des charges radiales et axiales extrêmement élevées, ainsi qu'à la chaleur générée par le frottement et une mauvaise lubrification, ce qui impose des exigences plus strictes en matière de sélection des matériaux et d'optimisation de la conception du roulement.
Principes de sélection des matériaux
1. Haute résistance et résistance à l'usure
Dans des conditions de charge élevée, les bagues intérieures et extérieures et les éléments roulants du roulement doivent avoir une résistance élevée pour résister à la déformation et à la rupture, ainsi qu'une bonne résistance à l'usure pour prolonger la durée de vie. Les matériaux couramment utilisés comprennent l'acier à haute teneur en carbone au chrome (tel que le GCr15), l'acier inoxydable (tel que le SUS440C) et les matériaux céramiques (tels que le nitrure de silicium Si₃N₄). Parmi eux, l'acier à roulements au chrome à haute teneur en carbone est devenu le premier choix de l'industrie pour ses excellentes performances globales.
2. Résistance à la corrosion
Dans les environnements humides et corrosifs, les matériaux des roulements doivent également avoir une bonne résistance à la corrosion pour éviter les défaillances causées par la corrosion. Les matériaux en acier inoxydable fonctionnent bien dans de telles applications en raison de leur excellente résistance à la corrosion.
3. Bonne stabilité thermique
Le fonctionnement sous forte charge génère beaucoup de chaleur, ce qui nécessite que les matériaux des roulements maintiennent des propriétés mécaniques stables et une précision dimensionnelle à des températures élevées. Il est donc crucial de sélectionner des matériaux ayant une conductivité thermique élevée et un faible coefficient de dilatation thermique.
4. Économie et usinabilité
Dans le but d'assurer les performances, la rentabilité et la difficulté de traitement du matériau doivent également être prises en compte pour garantir l'efficacité de la production et le contrôle des coûts.
Stratégie d'optimisation de la conception
1. Augmenter la capacité de charge
Optimiser la taille du roulement : en fonction des exigences de charge spécifiques, augmentez raisonnablement le diamètre intérieur, le diamètre extérieur et la largeur du roulement pour améliorer la capacité de charge globale du roulement.
Améliorer la résistance structurelle : utilisez des nervures de renforcement, optimisez la répartition de l'épaisseur de paroi et d'autres méthodes pour améliorer la résistance à la déformation des bagues intérieure et extérieure du roulement.
2. Améliorer les conditions de lubrification
Sélectionnez des lubrifiants haute performance : sélectionnez des lubrifiants ayant une viscosité appropriée et de bonnes performances extrême pression pour réduire la friction et l'usure.
Optimiser la conception du système de lubrification : concevoir des canaux de lubrification et des méthodes de lubrification raisonnables pour garantir une distribution uniforme des lubrifiants et améliorer les effets de lubrification.
3. Améliorer les performances de dissipation thermique
Utiliser de nouveaux matériaux : par exemple, utilisez des matériaux de roulement ayant une conductivité thermique plus élevée pour accélérer le transfert de chaleur.
Augmentez la zone de dissipation thermique : augmentez la zone de dissipation thermique et améliorez l'efficacité de la dissipation thermique en modifiant la structure de la surface d'appui ou en ajoutant des dissipateurs thermiques.
Optimiser le système de refroidissement : lorsque cela est possible, introduire un système de refroidissement externe, tel qu'une chemise d'eau de refroidissement ou un dispositif de refroidissement par air, pour réduire la température des roulements.
4. Traitement fin et contrôle qualité
Améliorer la précision du traitement : utilisez un équipement et une technologie de traitement de haute précision pour garantir la précision dimensionnelle et la précision de la forme de chaque composant du roulement et réduire les erreurs d'assemblage.
Renforcer l'inspection de la qualité : établir un système complet d'inspection de la qualité, effectuer une inspection complète du matériau, de la taille et des performances du roulement pour garantir la qualité du produit.