A tömített gömbgörgős csapágy egy nagy teherbírású gördülőelem csapágy, két sor hordó alakú görgővel, amelyek a külső gyűrűben közös gömb alakú futópályán futnak, és mindkét oldalon integrált tömítésekkel vannak felszerelve, hogy a kenőanyagot és a szennyeződéseket távol tartsák. A gömb alakú futópálya lehetővé teszi a csapágy önbeállását, és alkalmazkodik a tengely durván eltolódásához. 0,5° és 2° között , míg az integrált tömítések szükségtelenné teszik a külső pajzsokat vagy különálló tömítőeszközöket, így a tömített változatok az előnyben részesített változatok, ahol a por, a nedvesség vagy a mosás miatti expozíció egyébként lerövidítené a csapágyak élettartamát.
A mag kialakítása és a csapágy működése
A gömbgörgős csapágy két sor aszimmetrikus vagy szimmetrikus henger alakú görgőt használ, amelyek egy gömbprofilú közös külső futópálya és két belső futópálya között vannak elhelyezve, amelyek a csapágy tengelyével szöget zárnak be. Ez a geometria az, ami lehetővé teszi, hogy a csapágy mindkét irányban kezelje a nagy radiális terheléseket és a mérsékelt tolóerőt is, miközben továbbra is elviseli a tengely eltolódását, amely a szabványos golyóscsapágy idő előtti megtapadását vagy kopását okozná.
Zárt kivitelben az érintkező vagy érintésmentes tömítéseket a külső gyűrű két oldalán lévő hornyokba illesztik, enyhén a belső gyűrűhöz vagy a tömítés ellenfelületéhez nyomva. Ez egy félig állandó gátat hoz létre, amely megtartja a gyárilag feltöltött zsírt, és megakadályozza a por, a víz és a koptató részecskék bejutását – ez a vezető oka a zord környezetben működő nyitott csapágyak idő előtti meghibásodásának.
Zárt gömbgörgős csapágyakban használt tömítéstípusok
Nem minden tömítés nyújt azonos szintű védelmet vagy azonos súrlódási jellemzőket. A gyártók általában többféle tömítés-konfigurációt kínálnak a cél alkalmazástól függően.
| Tömítés típusa | Szennyezés elleni védelem | Súrlódás/sebesség hatás |
|---|---|---|
| Érintkező ajak tömítés (egyszeres) | Jó | Mérsékelt súrlódás, mérsékelt sebességkorlátozás |
| Dupla/hármas ajakos érintkező tömítés | Kiváló | Nagyobb súrlódás, alacsonyabb sebességhatár |
| Érintésmentes labirintustömítés | Közepestől jóig | Alacsony súrlódás, nagyobb sebesség |
| Pajzs (érintésmentes fém burkolat) | Alap, csak por | Minimális súrlódás, legnagyobb sebesség |
Érintkező ajakos tömítések továbbra is a leggyakoribb választás az általános nehézipari szolgáltatásokhoz, mert megbízható egyensúlyt kínálnak a szennyeződés elleni védelem és az elfogadható súrlódás között, míg labirintus pecsétek egyre gyakrabban előírják a nagyobb sebességű alkalmazásokban, ahol a hőtermelés minimalizálása prioritás a szennyeződés elleni küzdelem mellett.
Tömített vs. nyitott gömbgörgős csapágyak
A tömített és nyitott csapágy közötti választás nagymértékben függ a működési környezettől, az utánkenés praktikusságától és a teljes birtoklási költségtől, nem pedig az előzetes ártól.
- Szennyezésállóság: A tömített csapágyak jelentősen felülmúlják a nyitott csapágyakat poros, nedves vagy lemosott környezetben, ahol a szennyeződés behatolása a meghibásodás fő oka
- Utánkenési igények: Sok tömített gömbgörgős csapágyat gyárilag hosszú élettartamú zsírral töltenek fel, és működésre tervezték utánkenés mentes hosszabb ideig, csökkentve a karbantartási munkát
- Sebesség képesség: A nyitott csapágyak általában elviselik a nagyobb fordulatszámot, mivel nincs belőlük a tömítési súrlódás, ezért előnyösebbek tiszta, nagy sebességű alkalmazásokban
- Előzetes költség: A tömített csapágyak általában költségesek 10-25%-kal több mint egy egyenértékű nyitott csapágy, bár ezt gyakran ellensúlyozza a kisebb zsírfogyasztás és a kevesebb idő előtti csere
A nagy szennyeződésű iparágakban, mint például a bányászat, a cement, valamint a cellulóz- és papíripar, a nagyobb csapágygyártók tanulmányai kimutatták, hogy a tömített gömbgörgős csapágyak meghosszabbíthatják az élettartamot két-három alkalommal a nyitott csapágyakhoz képest, amelyek kizárólag külső labirintustömítésekre támaszkodnak, nagyrészt azáltal, hogy megakadályozzák a finom csiszolószemcséket, amelyek felgyorsítják a futópálya és a görgők kopását.
A terhelési besorolások és azok meghatározása
A gömbgörgős csapágyak minősítése két kulcsfontosságú érték alapján történik: dinamikus terhelhetőség (C) , amely a forgó terhelés melletti fáradtsági élettartamra vonatkozik, és statikus terhelhetőség (C0) , amely azt a maximális terhelést tükrözi, amelyet a csapágy álló helyzetben vagy nagyon lassú forgás közben maradandó alakváltozás nélkül elvisel.
| Furat mérete | Dinamikus terhelési besorolás (C) | Statikus terhelési besorolás (C0) |
|---|---|---|
| 50 mm | ~120 kN | ~135 kN |
| 100 mm | ~350 kN | ~440 kN |
| 150 mm | ~660 kN | ~900 kN |
| 200 mm | ~1050 kN | ~1500 kN |
Ezek az adatok gyártónként, sorozatonként és görgőnként változnak, ezért a fenti értékeket hozzávetőleges referenciaként kell kezelni. Mindig ellenőrizze a pontos névleges értékeket az adott termékkatalógusból, mivel két azonos furatátmérőjű csapágy a belső kialakítástól és sorozattól függően (például a nagy gyártók által használt E, EA vagy CC jelölések) jelentősen eltérő teherbírású lehet.
Sebességhatárok és üzemi hőmérséklet
A tömítések súrlódása hőt termel, ami praktikus plafont jelent a tömített gömbgörgős csapágy által elviselhető forgási sebességnek a nyitott megfelelőjéhez képest.
- A tömített csapágyak általában a következő helyen működnek 60% - 80% egy egyenértékű nyitott csapágy sebességkorlátozása, a tömítés típusától függően
- A szabványos zsírfeltöltések jellemzően a közötti folyamatos működésre vannak besorolva -30°C és 110°C (-22°F és 230°F között)
- A magas hőmérsékletű zsírváltozatok ezt a tartományt kb 150°C (302°F) kemencék, kemencék vagy szárítók közelében történő alkalmazásokhoz
- A névleges sebességhatár túllépése felgyorsítja a tömítések kopását és a zsír lebomlását, ami lerövidítheti a csapágy élettartamát még akkor is, ha a terhelés a névleges kapacitáson belül marad
Tipikus alkalmazások
A tömített gömbgörgős csapágyakat mindenhol előírják, ahol nagy terhelés szennyezett vagy nehezen karbantartható működési környezettel párosul.
- Bányászat és sóderfeldolgozás: Állandó pornak és nedvességnek kitett rezgő sziták, zúzógépek és szállítógörgők
- Cellulóz- és papírgyárak: Magas páratartalomnak és mosási ciklusoknak kitett gördülőcsapágyak
- Acél- és cementgyárak: Magas hőmérsékletű, erősen szennyezett környezet kemencék, malmok és szállítószalagok körül
- Szennyvíztisztító berendezés: Nedves, korrozív körülmények között működő keverők és szivattyúk
- Mezőgazdasági és erdészeti gépek: A kültéri használat során rendszeresen szennyeződésnek, nedvességnek és vibrációnak kitett berendezések
Kifejezetten a rezgőszűrős alkalmazásokban a tömített gömbgörgős csapágyak alapvetőnek tekinthetők, nem pedig opcionálisak, mivel ezek a csapágyak folyamatos dinamikus terhelés mellett működnek finom csiszolóporral telített környezetben – olyan körülmények között, ahol a nyitott csapágy élettartama hónapokban, nem pedig években mérhető.
Vásárlási útmutató: Mit kell ellenőrizni vásárlás előtt
A megfelelő tömített gömbgörgős csapágy kiválasztásához több specifikációt kell a tényleges működési feltételekhez igazítani, nem pedig a rendelkezésre álló legerősebben tömített opciót.
Vásárlási ellenőrzőlista
- Győződjön meg arról, hogy a furat átmérője, külső átmérője és szélessége pontosan megegyezik a ház vagy az alkalmazás méreteivel
- Számítsa ki a várható sugárirányú és tolóerőt, beleértve a lökéscsúcsterheléseket, és hasonlítsa össze a csapágy dinamikus és statikus névleges értékeivel megfelelő biztonsági ráhagyással
- Határozza meg a szükséges fordulatszámot, és győződjön meg arról, hogy a tömített csapágy névleges sebességhatárán belül van, nem pedig a nyitott csapágy megfelelőjén
- Igazítsa a tömítés típusát a szennyezettségi szinthez – érintkező ajakos tömítések erős porhoz/nedvességhez, labirintus tömítések nagyobb sebességű tisztább környezetekhez
- Ellenőrizze az üzemi hőmérséklet-tartományt a zsír specifikációinak megfelelően, frissítse a magas hőmérsékletű zsírra, ha hőberendezés közelében van
- Ellenőrizze, hogy a csapágy utánkenésmentes-e, vagy rendszeres zsírpótlást igényel-e, és ha utánkenésre van szükség, ellenőrizze a karbantartáshoz való hozzáférést
Például egy aggregátumbányában egy rezgő szitacsapágy általában a tömített gömbgörgős csapágy dupla ajakos érintkező tömítésekkel és szabványos zsírtöltéssel , míg a nagy sebességű ventilátor tengelycsapágyát tiszta beltéri létesítményben jobban szolgálhatja egy nyitott vagy árnyékolt gömbgörgős csapágy hogy elkerüljük a nehezebb tömítések okozta sebességkorlátozást.
