Your browser is out of date.

You are currently using Internet Explorer 7/8/9, which is not supported by our site. For the best experience, please use one of the latest browsers.

Systemy regulacji napięcia wstępnego łożysk

Autor: Christie Jones, Dyrektor ds. marketingu

Łożyska rolkowe  i łożyska kulkowe  zazwyczaj wymagają napięcia wstępnego w celu utrzymania minimalnej, przewidzianej w projekcie siły osiowej. Siła ta nazywana jest naprężeniem wstępnym łożyska i ma na celu zniwelowanie sumy tolerancji występujących w złożeniu oraz wyeliminowanie luzów i szczelin, co zapewnia płynny i precyzyjny obrót.

Projektant ma do dyspozycji wiele opcji kompensacji tolerancji złożenia i uzyskania pożądanej siły napięcia wstępnego.

W niniejszym artykule technicznym przedstawiono kilka dostępnych opcji wraz z kluczowymi zaletami i wadami każdego z tych rozwiązań.

Napięcie wstępne ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia prawidłowego działania i wydłużenia cyklu życia łożyska. Do napinania łożysk i ustawiania ich w celu prawidłowego zazębienia zębów koła zębatego stosuje się zestawy podkładek.

Systemy gwintowane

Naprężenie wstępne regulowane za pomocą gwintowanej nakrętki lub śruby.

Zalety: Naprężenie wstępne można regulować w sposób płynny i serwisować w terenie przy minimalnym zapasie części.

Wady: Wielkość naprężenia wstępnego jest ograniczona i zależy od momentu dokręcenia zgodnie ze specyfikacją. Systemy gwintowane są również stosunkowo drogie.

Nakrętki ograniczające

Nakrętki ograniczające

Sprężyny (stożkowe, śrubowe/ściskowe, faliste)

Naprężenie wstępne uzyskuje się za pomocą sprężyny i zależy od stałej sprężystości „K”, a regulować je można jedynie poprzez wymianę sprężyny na inną o innej wytrzymałości lub konfiguracji.

Zalety: Prosta konstrukcja i niewielka odkształcalność podczas uderzenia.

Wady: Rozpraszanie naprężenia wstępnego w miarę zmęczenia sprężyny oraz odkształcalność podczas uderzenia, co może być szkodliwe dla złożenia (np. w przypadku zestawu kół zębatych z zazębieniem pierścieniowym i zębatym). Trudna regulacja.

Sprężyna falista, podkładka Belleville i sprężyna śrubowa

Sprężyna falista, podkładka Belleville i sprężyna śrubowa

Podkładki o pojedynczej grubości

Napięcie wstępne regulowane jest poprzez wypełnienie szczelin podkładką o wymaganej grubości podczas złożenia.

Zalety: Prosta i niedroga konstrukcja oraz utrzymanie stałego napięcia wstępnego między przeglądami serwisowymi.

Wady: Wymaga posiadania w magazynie podkładek o różnych grubościach w celu uzyskania odpowiedniej siły podczas złożenia.

Podkładki o pojedynczej grubości

Podkładki o pojedynczej grubości

Pakiet podkładek laminowanych klejonych powierzchniowo

Napięcie wstępne uzyskuje się tą samą metodą, co w przypadku podkładek o pojedynczej grubości, ale do regulacji grubości w miejscu złożenia stosuje się klejony, wielowarstwowy pakiet podkładek.

Zalety: niedroga, prosta konstrukcja, utrzymuje stałe napięcie wstępne między przeglądami serwisowymi oraz pozwala na łatwiejszą obsługę w terenie przy mniejszym zapasie części.

Wady: Czasem trudno jest oddzielić warstwy, a odrzucone warstwy muszą zostać zezłomowane.

Podkładki klejone powierzchniowo

Podkładki klejone powierzchniowo

Zestaw podkładek klejonych powierzchniowo

Napięcie wstępne uzyskuje się dzięki wielu warstwom podkładek, ale podkładki są połączone tylko krawędziami, co sprawia, że odklejanie do pożądanej grubości jest stosunkowo proste.

Zalety: Łatwe odklejanie warstw. Prosta i niedroga konstrukcja, utrzymuje stałe napięcie wstępne między przeglądami serwisowymi i pozwala na najłatwiejszą obsługę w terenie przy mniejszym zapasie części. Niewykorzystane warstwy można wykorzystać ponownie.

Zestawy podkładek łączonych krawędziowo są idealne do zastosowań związanych z napięciem wstępnym łożysk i mają wyraźne zalety w porównaniu z podkładkami konwencjonalnymi i laminowanymi. Kluczową różnicą między zestawem podkładek łączonych krawędziowo a pakietem podkładek laminowanych jest metoda łączenia poszczególnych warstw materiału:

  • Pakiety podkładek laminowanych są klejone na całej powierzchni między każdą warstwą materiału, a warstwy są prasowane razem w celu utwardzenia, podobnie jak w przypadku produkcji płyt wiórowych.
  • Warstwy zestawu podkładek klejonych na krawędziach są najpierw sprasowane, a następnie sklejane na krawędziach profilu podkładki. Umożliwia to znacznie łatwiejsze oddzielanie warstw.
Podkładki łączone na krawędziach łatwo się odklejają. Niewykorzystane warstwy można wykorzystać dalej.

Podkładki łączone na krawędziach łatwo się odklejają. Niewykorzystane warstwy można wykorzystać dalej.

Uwaga: Warstwy do regulacji zgrubnej i precyzyjnej.

Uwaga: Warstwy do regulacji zgrubnej i precyzyjnej.

W przypadku pakietu podkładek laminowanych niewykorzystane warstwy należy zezłomować ze względu na ich odkształcenie podczas odklejania. Ponieważ zestawy podkładek klejonych na krawędziach są łatwiejsze do odklejania, warstwy, które nie są potrzebne, zostają zachowane i mogą być dalej wykorzystane.

Dodatkową zaletą zestawów podkładek klejonych na krawędziach w porównaniu z konwencjonalnymi technikami wstępnego obciążenia jest większa wszechstronność pod względem rozmiaru i kształtu. W przypadku systemów wstępnego obciążenia sprężynowego lub gwintowanego siła wstępnego obciążenia musi być rozłożona w układzie kołowym, podczas gdy w przypadku zestawów podkładek klejonych na krawędziach podkładki mogą być produkowane w dowolnym kształcie — dużym lub małym. Ponadto zestawy podkładek klejonych na krawędzi zapewniają dokładniejsze i bardziej spójne napięcie wstępne przez cały okres eksploatacji złożenia, bez konieczności stosowania precyzyjnego momentu dokręcania, jak w przypadku systemu gwintowanego.

Zestawy podkładek klejonych na krawędzi w złożeniu przekładni osiowej z kołem koronowym i zębatką. Czerwone strzałki ilustrują siły napięcia wstępnego.

A: KOŁO ZĘBATE PIERŚCIENIOWE
B: PAKIET PODKŁADEK LEWY
C: PAKIET PODKŁADEK PRAWY
D: ZĘBATKA NAPĘDOWA

W większości przypadków zestawy podkładek klejonych na krawędzi stanowią najbardziej opłacalne rozwiązanie dla każdego systemu wstępnego obciążenia łożysk kątowych, zwłaszcza podczas napraw lub serwisowania w terenie.

Zestaw podkładek klejonych na krawędzi w innych zastosowaniach

Zestaw podkładek klejonych na krawędzi firmy SPIROL zapewnia znaczne oszczędności w porównaniu z podkładkami klejonymi powierzchniowo, ze wględu na ich tańsze materiały. Zestawy podkładek klejonych na krawędzi umożliwiają bezpieczną regulację w ciągu kilku sekund, w przeciwieństwie do czasochłonnego i trudnego do odklejenia laminatu klejonego powierzchniowo. Poprawa bezpieczeństwa wynika z faktu, że do usuwania warstw klejonych na krawędzi nie ma potrzeby użycia narzędzi. Oszczędności kosztów wynikają również z tego, że usunięte warstwy są częściami funkcjonalnymi nadającymi się do ponownego użycia.

Poniższe studium przypadku ilustruje korzyści płynące z zastosowania zestawów podkładek klejonych na krawędzi SPIROL w produkcji.

Studium przypadku:

Producent wojskowych pojazdów szturmowych zwrócił się do firmy SPIROL z prośbą o szybką dostawę zestawów regulowanych podkładek do regulacji odstępów między zawiasami drzwi. Rozstaw ma kluczowe znaczenie dla procesu spawania, zapewniając odpowiednie uszczelnienie i blokujące połączenie systemów drzwiowych.

Problem:

Klient zaprojektował regulowany zestaw podkładek w oparciu o materiał podkładek klejonych powierzchniowo, wymagający 94 warstw laminatów o grubości 0,002”. Ze względu na rozmiar i konfigurację części materiały klejone powierzchniowo były problematyczne pod względem kosztów, czasu potrzebnego na regulację wymiarową, a także długiego czasu realizacji produkcji.

Rozwiązanie SPIROL:

Inżynierowie  SPIROL współpracując z klientem w celu określenia wymaganej regulacji  opracowali trzy propozycje zestawów podkładek klejonych na krawędzi. Klient wybrał propozycję oferującą bezpieczną, szybką regulację, 70% redukcję kosztów oraz krótki czas realizacji produkcji. SPIROL dostarczył rozwiązanie bez kosztów oprzyrządowania, wykorzystując technologię produkcji SPIROL bez użycia narzędzi.

MASZ PYTANIE? Chętnie pomożemy!

Masz problem produkcyjny, którego nie możesz rozwiązać? Nasi eksperci uwielbiają wyzwania. Doradzanie skutecznych rozwiązań spełniających Twoje wymagania jest tym, co robimy najlepiej. Zadzwoń do nas lub wypełnij poniższy formularz, aby się z nami skontaktować!

+48 510 039 345