Dönen makinelerde temel destekleyici bileşenler olarak, İnç serisi derin oluk bilyalı rulmanlar Havacılık, hassas enstrümanlar ve özel ekipman gibi anahtar alanlarda yeri doldurulamaz bir rol oynayın. Metrik yataklarla karşılaştırıldığında, inç yatakları, benzersiz boyut sistemleri ve performans özellikleri ile belirli endüstriyel senaryoların katı gereksinimlerini karşılar.

1. inç derin oluk top rulmanlarının rolü ve özellikleri

İnç Serisi Derin oluk bilyalı rulmanlar, inç boyutu standartlarına göre tasarlanmış ve üretilen yuvarlanma rulmanlarıdır. Ortak metrik yatakları tamamlarlar ve belirli endüstriyel alanlarda ve geleneksel ekipmanlarda önemli bir konuma sahiptir. Bu tip yatak, derin oluk bilyalı yatakların temel özelliklerini korurken, Kuzey Amerika pazarı, havacılık ve geleneksel ekipman bakımı için yeri doldurulamaz bir çözüm sağlayan boyut serileri, tolerans uyum ve yapısal detaylar açısından inç sisteminin gereksinimlerine uyum sağlar.

Boyut standart sistemi, inç yataklarının en önemli harici özelliğini oluşturur. Temel ünite olarak milimetre kullanan metrik yatakların aksine, emperyal rulmanlar spesifikasyon olarak kesirli veya ondalık inç kullanır. Yaygın iç çaplar, standart bir dizi 1/16 inç artışla 1/8 inç (0.125 inç) ila 6 inç arasında değişir. Örneğin, yatak modeli R6, 0.375 inç (3/8 "), 0.875 inçlik bir dış çap ve 0.281 inç genişliğe karşılık gelir. Bu boyut sistemi, emperyal şaft çapı ve rulman koltuk deliğine doğal bir uyum oluşturur ve metrik rulmanlar emperyal ekipman üzerinde kullanıldığında dönüşüm hatasını önler.

Yapısal tasarım özellikleri, emperyal rulmanların belirli uygulama senaryolarına uyarlanabilirliğini yansıtır. Tipik bir emperyal derin oluk bilyalı rulman, dört çekirdek bileşenden oluşur: bir dış halka, bir iç halka, çelik bilyalı ve bir kafes, ancak benzer metrik ürünlerle karşılaştırıldığında ayrıntılarda farklılıklar vardır: dış halkanın genellikle daha eksiksiz bir yapısal mukavemeti korumak için tutma oluğu veya bir sızdırmazlık örtüsü montaj oluğu yoktur; Daha iyi eksenel rehberlik sağlamak için iç halka kaburga yüksekliği nispeten% 5-8 arttırılır; Çelik topların sayısı aynı boyutta metrik rulmandan 1-2 daha azdır, ancak yük kapasitesindeki farkı telafi etmek için çap% 3-5 arttırılır. Bu tasarım özellikleri, emperyal rulmanların yüksek hızlı koşullar altında iyi performans göstermesini sağlar. Bazı özel modeller ayrıca sınırlı bir alanda daha yüksek yük kapasitesi elde etmek ve mühendislik makinelerinin kompakt gereksinimlerini karşılamak için bir çift sıralı top tasarımı (LL serisi gibi) kullanır.

Malzeme ve ısıl işlem süreci emperyal yatakların performansını belirler. Enerji sınırı. Havacılık ve uzay sınıfı emperyal rulmanlar vakum giderleme eritme teknolojisini kullanır, oksit kapanımları DS ≤ 0.5'te kontrol edilir ve metalik olmayan inklüzyonların toplam miktarı ≤%0.05'tir, bu da sıradan metrik yatakların saflık standardından çok daha yüksektir. Isıl işlemi açısından, emperyal rulmanlar genellikle bir çift söndürme işlemi kullanır: ilk söndürme ince taneli bir martensitik matris (sertlik 62-64HRC) elde eder ve ikinci söndürme, kalıntı östenit içeriğini (%5-8'de kontrol edilir) ayarlar, bu da boyutsal stabiliteyi%50'den fazla artırır. Korozif ortamlar için, İmparatorluk serileri 440C paslanmaz çelik şaftlar geliştirmiştir. Rulmanın krom içeriği%16-18'dir. Özel yaşlanma tedavisi ile sertlik, hem korozyona dayanıklı hem de aşınmaya dirençli olan 58-60HRC'de tutulur.

Endüstri uygulamalarının özellikleri, imparatorluk rulmanlarının pazar konumlandırılmasını göstermektedir. Kuzey Amerika sanayi sisteminde, imparatorluk rulmanları hala geleneksel ekipman için baskın seçimdir. Örneğin, tarım makineleri ve mühendislik araçlarının iletim sistemleri genellikle emperyal serileri benimser. Havacılık alanında, bazı kalıtsal Boeing ve Airbus tasarımları hala İmparatorluk Rulman standardını kullanıyor. Örneğin, uçak iniş dişlisinde kullanılan büyük konik silindir yataklarının iç çapı genellikle 1/8 inç arttırılır.

2. çalışma prensibi ve mekanik özellikler

İnç Serisi Derin Groove Ball Rulmanlarının mekanik davranış ve çalışma prensibi, yuvarlanma rulmanlarının temel teorisine dayanmaktadır, ancak özel boyut sistemi ve yapısal tasarımları onlara benzersiz performans özellikleri verir. Bu mekanik özellikleri anlamak, inç yataklarının potansiyelinin doğru seçimi ve geliştirilmesi için çok önemlidir. Kontak mekaniğinden kinematiğe, yük dağılımından arıza mekanizmasına kadar, inç derin oluk bilyalı rulmanların çalışma prensibi, çok fiziksel alan bağlantısının karmaşık bir sistemidir.

Kinematik özellikler inç yataklarının hız sınırını belirler. Yatak döndüğünde, bileşenler karmaşık bir hareket durumu gösterir: çelik bilyalı, kafes aynı zamanda var olur, kafes dönme (kendi ekseni etrafında) ve devrim (yatak ekseni etrafında) sırasında bilyalar arasındaki boşluğu korur. İmparatorluk rulmanının kinematik koordinasyonu aşağıdakilere yansır: İç halka kılavuzlu kafes tasarımı, top devrim hızı ω_cage = ω_shaft × d/(d), burada d top çapıdır ve d, perde çapıdır (her ikisi de). İmparatorluk rulmanlarının (d/d) oranı genellikle 0.25-0.3 (0.22-0.25 metriğinden biraz daha büyük) olduğundan, kritik hızı hesaplama sırasında daha önemli bir şekilde etkilenir: n_max = k × (d)/(d^1.5, kaya malzeme sabiti (yaklaşık 3.5). ). Bu, aynı boyuttaki emperyal rulmanın sınırlayıcı hızının neden genellikle metrik yatağınkinden% 5-10 daha düşük olduğunu açıklar, ancak gerçek uygulamada, daha büyük boşluk hız kaybının bir kısmını telafi eder.

Yük dağıtım yasası, emperyal rulmanların yük taşıyan özelliklerini yansıtır. Radyal yük FR'nin etkisi altında, tüm çelik bilyalar yükü eşit olarak paylaşmaz, ancak 120-150 ° 'lik bir yük taşıma alanı oluşturur. İmparatorluk yatağı daha büyük bir boşluğa sahip olduğundan (CN sınıfı boşluğu yaklaşık 0.001 inç), yük dağılım açısı metrik yataklardan 10-15 ° daha geniştir ve maksimum temas kuvveti q_max = 4.37 × fr/z (z çelik bilek sayısıdır). Kombine bir yüke (FR FA) tabi tutulduğunda, emperyal rulmanın eksenel yük taşıma kapasitesi, yüksek flanşı nedeniyle nispeten seçkindir. Artış derecesi (yaklaşık%5-8) daha büyük bir eksenel bileşene dayanabilir. İmparatorluk formülü, eksenel nominal yükü hesaplamak için kullanılır: FA_MAX = 0.6 × z × d^2 × sina, burada α temas açısıdır (derin oluk bilyalı rulmanlar için yaklaşık 5-10 °). Uygulama, saf eksenel yük altındaki İmparatorluk L4549 rulmanının (1-1/2 inç iç çap) ömrünün, metrik 6306 rulmanından% 20-25 daha yüksek olduğunu ve bu da itme uygulamalarında avantajlı hale getirdiğini göstermiştir.

Dinamik performans parametreleri, emperyal rulmanların çalışma durumunu değerlendirmenin anahtarıdır. Rulman titreşim hızının (inç/sn) RMS değeri, İmparatorluk serilerinin önemli bir kalite göstergesidir. Yüksek kaliteli ABEC7 dereceli rulmanların titreşim değeri 0.05- 0.12in/s aralığında kontrol edilir, metrik p5 dereceli yataktan% 20 daha katıdır. Bir diğer önemli parametre sertlik özelliğidir. İmparatorluk yatağının radyal sertliği K_R = 1000 × z × d × COSa (LB/in) ve eksenel sertlik K_A = 800 × Z × D × Sina (LB/In) 'dir. İmparatorluk rulmanlarındaki çelik topların sayısı genellikle daha küçük olduğundan (1-2 daha az), sertlikleri aynı boyuttaki metrik yataklarınkinden% 5-10 daha düşüktür, bu da hassas ekipman seçerken tazminat için özel dikkat gerektirir. Modal analiz, İmparatorluk R8 yatağının (1/2 inç iç çap) birinci dereceden doğal frekansının yaklaşık 3500-4000Hz olduğunu, bu da metrik 6201 rulmanından% 15 daha düşük olduğunu ve darbe direncinin nispeten daha iyi olduğunu göstermektedir. .