Kuličková ložiska s hlubokou drážkou jsou široce používány v různých mechanických zařízeních díky své vysoké nosnosti, hladkému provozu a snadné údržbě. V praktických aplikacích je však vliv teplotních změn na výkon ložisek problémem, který nelze ignorovat. Zejména v prostředí s vysokou teplotou může mít tepelná roztažnost významný dopad na provozní výkon kuličkových ložisek, což vede k selhání zařízení. Pochopení vlastností tepelné roztažnosti kuličkových ložisek a způsobu řešení problémů způsobených teplotními změnami je proto zásadní pro zajištění jejich dlouhodobého stabilního provozu.
Charakteristika tepelné roztažnosti kuličkových ložisek
Rozsah provozních teplot kuličkových ložisek je typicky mezi -20 °C a 120 °C. Když teplota pracovního prostředí překročí tento rozsah, materiál ložiska podstoupí tepelnou roztažnost. Tepelná roztažnost se týká rozměrových změn, ke kterým dochází v materiálech při zvýšení teploty. Tato změna může mít mnoho vlivů na výkon ložiska.
Rozměrové změny: Rozměry vnitřního kroužku, vnějšího kroužku a valivých těles kuličkových ložisek s hlubokou drážkou se budou zvětšovat s rostoucí teplotou. Pokud se teplota příliš změní, rozměry každé součásti ložiska se budou odchylovat, což může vést ke špatné koordinaci vnitřního a vnějšího kroužku, ke zvýšení tření a opotřebení a dokonce k zadření.
Změny mezery: Mezera mezi vnitřním a vnějším kroužkem ložiska se mění s teplotou. V prostředí s vysokou teplotou může příliš malá vůle způsobit nadměrné tření ložisek, zvýšit energetické ztráty a akumulaci tepla, a tím urychlit poškození ložisek.
Snížený mazací výkon: Vysoké teploty mají také velký vliv na mazací olej nebo mazivo ložisek. Viskozita mazacího oleje se s rostoucí teplotou snižuje, což povede ke špatnému mazacímu účinku, zvýšenému tření a zrychlenému opotřebení ložisek.
Vliv změn teploty na výkon ložisek
Vliv změn teploty na kuličková ložiska se může projevit v následujících aspektech:
Zvýšené tření a opotřebení: V důsledku změn vůle způsobených tepelnou roztažností může být kontakt mezi valivými tělesy a oběžnými dráhami ložiska nerovnoměrný, což má za následek zvýšené tření. Nadměrné tření v průběhu času může způsobit předčasné opotřebení ložisek a zkrátit životnost.
Snížená přesnost: Vysoké teploty mohou způsobit snížení tvrdosti materiálu ložiska, což následně ovlivňuje přesnost ložiska. Snížená přesnost způsobí vibrace a hluk v ložisku při vysokorychlostním provozu, což ovlivní stabilitu a spolehlivost zařízení.
Selhání mazání: Když teplota stoupá, viskozita mazacího oleje klesá a mazací účinek se zhoršuje. Nedostatečné mazání povede ke zvýšenému třecímu odporu a přehřátí součástí ložisek, dále zhorší opotřebení a dokonce povede k zadření a popálení.
Problémy uložení způsobené tepelnou roztažností: Při vysokých teplotách jsou stupně roztažnosti vnitřního a vnějšího kroužku různé, což může vést k nevhodné vůli uložení a ovlivnit normální provoz ložiska. V extrémních případech se může vnitřní kroužek příliš roztáhnout a uvíznout v sedle ložiska, což způsobí vypnutí zařízení.
Jak se vyhnout poruchám způsobeným změnami teploty
Aby bylo zajištěno, že kuličková ložiska mohou normálně fungovat v prostředí s vysokou teplotou a snížit vliv tepelné roztažnosti, lze použít následující metody:
Vyberte vhodný materiál ložiska: Koeficient tepelné roztažnosti materiálu ložiska přímo ovlivňuje vliv tepelné roztažnosti na jeho výkon. Použití materiálů s nízkými koeficienty tepelné roztažnosti (jako je nerezová ocel, vysoce výkonné slitiny atd.) může snížit dopad teplotních změn na velikost a uložení ložiska, a tím zlepšit stabilitu ložiska.
Použijte vhodnou vůli pro uložení: Při navrhování ložisek si vyhraďte vhodné vůle na základě pracovního prostředí zařízení a teplotních změn, abyste zajistili, že součásti ložisek nebudou překážet nebo nadměrně dřít, když teplota vzroste. Můžete zvolit volnější střih, aby ložisko mohlo i při vysokých teplotách normálně fungovat.
Používejte vysokoteplotní mazací olej nebo mazivo: Používejte mazací olej nebo mazivo určené pro vysokoteplotní prostředí, abyste zajistili dobré mazání při vysokých teplotách. Vysokoteplotní maziva mají obecně vyšší viskozitu a lepší tepelnou stabilitu, což může účinně snížit tření a opotřebení.
Kontrolujte provozní teplotu: Během provozu zařízení zajistěte, aby teplota pracovního prostředí nepřekročila maximální provozní teplotu ložiska. Pokud zařízení pracuje po dlouhou dobu při vysokých teplotách, můžete zvážit instalaci chladicího systému nebo přidání zařízení pro odvod tepla, které sníží provozní teplotu ložisek.
Pravidelné monitorování a údržba: Pravidelně kontrolujte provozní stav ložisek, zejména zařízení pracujících v prostředí s vysokou teplotou. Zkontrolujte parametry, jako je mazání ložisek, teplota a vibrace, abyste odhalili problémy a prováděli údržbu nebo výměnu včas.
Zlepšení konstrukce ložisek: Při navrhování ložisek lze teplotní odolnost ložiska zlepšit přidáním chladičů, použitím materiálů odolných vůči vysokým teplotám nebo přijetím více konstrukcí těsnění. Tato vylepšení mohou účinně snížit vliv teploty na ložisko a zlepšit jeho spolehlivost v prostředí s vysokou teplotou.
