Wie gleichen selbstausrichtende Kugellager Wellenfehlausrichtungen aus?

Detaillierter Mechanismus, wie selbstausrichtende Kugellager Wellenfehlausrichtungen ausgleichen

Die selbstausrichtendes Kugellager ist ein einzigartig konstruiertes Wälzlager, dessen Hauptfunktion darin besteht Winkelversatz oder Wellendurchbiegung automatisch ausgleichen zwischen der Mittellinie der Welle und der Mittellinie der Gehäusebohrung. Diese Fähigkeit ergibt sich hauptsächlich aus der sphärische Geometrie der Außenringlaufbahn , was den größten Unterschied zu herkömmlichen Lagern darstellt.

1. Die wichtigsten Designmerkmale

Die design of the self-aligning ball bearing is custom-engineered to address demanding alignment requirements:

• Sphärische Außenringlaufbahn:
  • Dies ist die Schlüsselkomponente zur Erreichung der Selbstausrichtung. Die Innenfläche des Außenrings ist nicht zylindrisch; Stattdessen wird es zu einem bearbeitet konkave, kugelförmige Form .
  • Die center of this sphere coincides with the theoretical center of the bearing, providing the balls with the freedom to schwenken oder neigen um dieses gemeinsame Zentrum herum.
• Doppelte Kugelreihe:
  • Die bearing is typically equipped with zwei Reihen Kugeln die in zwei getrennten Laufbahnen am Innenring laufen.
  • Beide Kugelreihen berühren dieselbe einzelne sphärische Laufbahn des Außenrings.
• Integrierte Bewegung von Innenring, Kugeln und Käfig:
  • Wenn die Welle abweicht, wird die Innenring , das auf der Welle montiert ist, wird zwangsweise gekippt.
  • Da die Kugeln und der Käfig immer in den Laufbahnen des Innenrings gehalten werden, bewegen und neigen sie sich wie eine Kugel einzelne Einheit relativ zum Außenring.

2. Der physische Kompensationsprozess

Wenn das Lager auf einen Installationsfehler, eine Wellenbiegung (Durchbiegung) unter Last oder andere Ursachen stößt, die dazu führen Winkelfehlstellung Während des Betriebs läuft der Kompensationsprozess wie folgt ab:

1. Es kommt zum Kippen: Die shaft deviation causes the inner ring’s centerline to form an angle $\alpha$ (the angular misalignment) with the outer ring’s centerline.
2. Die Spherical Effect: Die tilted inner ring and ball assembly undergoes a spontane, ungehemmte Schwenkbewegung innerhalb der sphärische Laufbahn des Außenrings . Da die äußere Laufbahn kugelförmig ist, bleiben die Kugeln erhalten Vollständiger und korrekter Kontakt sowohl mit der sphärischen Außenlaufbahn als auch mit den Innenringlaufbahnen.
3. Beseitigung von innerem Stress: Diese automatische Anpassung eliminiert das Schädliche Kantenspannungskonzentration Dies würde in einem starren Lager (z. B. einem Rillenkugellager) aufgrund einer Winkelfehlausrichtung auftreten. Bei herkömmlichen Lagern führt die Neigung dazu, dass sich die Kontaktpunkte zwischen Kugel und Laufbahn von der Mitte weg verschieben, wodurch Spannungsspitzen entstehen, die die Lebensdauer des Lagers erheblich verkürzen.
4. Gleichmäßige Lastverteilung: Durch die Selbstausrichtung wird die Last gleichmäßig auf beide Kugelreihen verteilt, wodurch sichergestellt wird, dass das Lager innerhalb seiner vorgesehenen Tragfähigkeit stabil arbeitet.

Pendelkugellager können dies normalerweise kompensieren maximaler Winkelversatz reicht von $\pm 1,5^\circ$ bis $\pm 3^\circ$ , abhängig von der Größenreihe und Ausführung des Lagers.

Vergleich von Pendelkugellagern und Rillenkugellagern