Kao jezgre potporne komponente u rotirajućim strojevima, Kuglični ležajevi dubokog utora serije serije Igraju nezamjenjivu ulogu u ključnim poljima kao što su zrakoplovni, precizni instrumenti i posebna oprema. U usporedbi s metričkim ležajevima, inch ležajevi udovoljavaju strogim zahtjevima specifičnih industrijskih scenarija sa svojim jedinstvenim sustavom veličine i karakteristikama performansi.

1. Uloga i karakteristike kugličnih ležajeva dubokih utora inča

Kuglični ležajevi dubokih utora serije serije su valjani ležajevi dizajnirani i proizvedeni prema standardima veličine inča. Oni nadopunjuju uobičajene metričke ležajeve i zauzimaju važan položaj u određenim industrijskim poljima i tradicionalnoj opremi. Ova vrsta ležaja zadržava osnovne karakteristike kugličnih ležajeva dubokih utora, istovremeno prilagođavajući se zahtjevima sustava inča u smislu serije veličine, prikladnosti tolerancije i strukturnih detalja, pružajući nezamjenjivo standardizirano rješenje za tržište Sjeverne Amerike, zrakoplovne i tradicionalne održavanje opreme.

Standardni sustav veličine predstavlja najznačajniju vanjsku značajku inch ležajeva. Za razliku od metričkih ležajeva, koji koriste milimetre kao osnovnu jedinicu, carski ležajevi koriste frakcijske ili decimalne inčine kao specifikacije. Uobičajeni unutarnji promjeri kreću se od 1/8 inča (0,125 inča) do 6 inča, sa standardnim nizom koraka od 1/16 inča. Na primjer, model ležaja R6 odgovara unutarnjem promjeru od 0,375 inča (3/8 "), vanjskom promjeru 0,875 inča i širinu 0,281 inča. Ovaj sustav veličine tvori prirodni pogon s promjerom carske osovine i rupa za sjedenje, izbjegavajući se na njemu.

Značajke strukturnog dizajna odražavaju prilagodljivost carskih ležajeva određenim scenarijima primjene. Tipični imperijalni kuglični ležaj dubokog utora sastoji se od četiri komponente jezgre: vanjskog prstena, unutarnjeg prstena, čelične kuglice i kaveza, ali postoje razlike u detaljima u usporedbi sa sličnim metričkim proizvodima: vanjski prsten obično nema potporni utor ili utor za zavarivanje pokrivača kako bi održao cjelovitiju strukturu; Visina unutarnjeg prstena rebra je relativno povećana za 5-8% kako bi se pružila bolje aksijalne smjernice; Broj čeličnih kuglica je 1-2 manji od metričkog ležaja iste veličine, ali promjer se povećava za 3-5% kako bi se nadoknadio razliku u kapacitetu opterećenja. Ove značajke dizajna omogućuju imperijalnim ležajevima da se dobro izvode u uvjetima velike brzine. Neki posebni modeli također koriste dvostruki dizajn kuglice (kao što je LL serija) za postizanje većih opterećenja u ograničenom prostoru i udovoljavanje kompaktnim zahtjevima inženjerskih strojeva.

Proces materijala i toplinske obrade određuje performanse carskih ležajeva. Energetska granica. Imperijalni ležajevi zrakoplovnih stupnjeva koriste se vakuum tehnologijom topljenja, oksida se kontroliraju na DS ≤ 0,5, a ukupna količina ne-metalnih inkluzija je ≤ 0,05%, što je mnogo veće od standard čistoće običnih metričkih ležajeva. U pogledu toplinske obrade, carski ležajevi uglavnom koriste postupak dvostrukog gašenja: prvo ugašenje dobiva sitnozrnatu martenzitsku matricu (tvrdoća 62-64HRC), a drugo gašenje prilagođava preostali sadržaj austenita (kontroliran na 5-8%), što poboljšava stabilnost dimenzije pomoću više od 50%. Za korozivna okruženja, Imperial Series je razvio 440C osovine od nehrđajućeg čelika, sadržaj kroma u ležaju je 16-18%. Posebnim tretmanom starenja, tvrdoća se održava na 58-60HRC, što je i otporno na koroziju i otporan na habanje.

Karakteristike industrijskih aplikacija pokazuju tržišno pozicioniranje carskih ležajeva. U sjevernoameričkom industrijskom sustavu carski ležajevi i dalje su dominantan izbor tradicionalne opreme. Na primjer, prijenosni sustavi poljoprivrednih strojeva i inženjerskih vozila uglavnom prihvaćaju carsku seriju. U zrakoplovnom polju, neki naslijeđeni dizajni Boeing -a i Airbusa i dalje koriste standard carskog ležaja. Na primjer, unutarnji promjer velikih konusnih valjkastih ležajeva koji se koriste u zrakoplovnoj prizemnoj opremi često se povećava za 1/8 inča.

2. Princip rada i mehanička svojstva

Mehaničko ponašanje i princip rada u seriji serije Deep Groove kuglični ležajevi temelje se na osnovnoj teoriji valjanih ležajeva, ali njihov sustav posebne veličine i strukturni dizajn daju im jedinstvene karakteristike performansi. Razumijevanje ovih mehaničkih svojstava ključno je za ispravnu odabir i razvoj potencijala inch ležajeva. Od kontaktne mehanike do kinematike, od raspodjele opterećenja do mehanizma za kvar, princip rada kugličnih ležajeva dubokog utora složen je sustav višefizičkog spajanja polja.

Kinematičke karakteristike određuju granicu brzine inch ležajeva. Kad se ležaj okreće, komponente predstavljaju složeno stanje pokreta: čelična kugla postoji u isto vrijeme, kavez održava razmak između kuglica tijekom rotacije (oko vlastite osi) i revolucije (oko osi ležaja). Kinematička koordinacija carskog ležaja ogleda se u sljedećem: unutarnji dizajn kaveza vođen prstenom čini brzinu revolucije kuglice ω_cage = ω_shaft × d/(d d), gdje je D promjer kuglice, a D promjer tona (oba inča). Since the (d/D) ratio of imperial bearings is usually 0.25-0.3 (slightly larger than the metric 0.22-0.25), its critical speed is more significantly affected by centrifugal force, and the imperial unit correction factor must be introduced during calculation: n_max=K×(D d)/(d^1.5), where K is the material constant (approximately 3.5×10^6 in imperial units). ). To objašnjava zašto je ograničavajuća brzina carskog ležaja iste veličine obično 5-10% niža od one u metričkom ležaju, ali u stvarnoj primjeni, veći klirens nadoknađuje dio gubitka brzine.

Zakon o raspodjeli opterećenja odražava nosive karakteristike carskih ležajeva. Pod djelovanjem radijalnog opterećenja FR, nisu sve čelične kuglice podjednako dijele opterećenje, već tvore površinu opterećenja od 120-150 °. Budući da carski ležaj ima veći klirens (klirens CN-a je oko 0,001 inča), njegov kut raspodjele opterećenja je 10-15 ° širi od onog metričkih ležajeva, a maksimalna kontalna sila Q_MAX = 4,37 × fr/z (z je broj čeličnih kuglica). Kada je podvrgnut kombiniranom opterećenju (FR FA), aksijalno opterećenje carskog ležaja relativno je izvanredan zbog njegove visoke prirubnice. Stupanj povećanja (oko 5-8%) može izdržati veću aksijalnu komponentu. Imperijalna formula koristi se za izračunavanje aksijalno naziva opterećenja: FA_MAX = 0,6 × Z × D^2 × SINα, gdje je α kontaktni kut (oko 5-10 ° za kuglične ležajeve dubokih utora). Praksa je pokazala da je život carskog L4549 ležaja (unutarnji promjer 1-1/2 inča) pod čistim aksijalnim opterećenjem 20-25% veći od metričkog ležaja 6306, što ga čini povoljnim u primjenama potiska.

Parametri dinamičkih performansi ključni su za procjenu radnog stanja carskih ležajeva. RMS vrijednost brzine vibracije ležaja (inč/sek) važan je pokazatelj kvalitete carske serije. Vibracijska vrijednost visokokvalitetnih ležajeva ABEC7 kontrolira se na 0,05- unutar raspona od 0,12 in/s, 20% je stroža od metričkog ležaja P5. Drugi važan parametar je karakteristika krutosti. Radijalna krutost carskog ležaja je k_r = 1000 × z × d × cosα (lb/in), a aksijalna krutost je k_a = 800 × z × d × sinα (lb/in). Budući da je broj čeličnih kuglica u carskim ležajevima obično manji (1-2 manje), njihova je krutost 5-10% niža od metričkih ležajeva iste veličine, što zahtijeva posebnu pozornost na naknadu pri odabiru precizne opreme. Modalna analiza pokazuje da je prirodna frekvencija prvog reda carskog ležaja R8 (unutarnji promjer 1/2 inča) oko 3500-4000Hz, što je 15% niže od metričkog ležaja 6201, a otpor udara relativno je bolji. .