Как самоустанавливающиеся шарикоподшипники компенсируют перекос вала?

Подробный механизм того, как самовыравнивающиеся шарикоподшипники компенсируют перекос вала

самовыравнивающийся шарикоподшипник представляет собой подшипник качения уникальной конструкции, основной функцией которого является автоматически компенсировать угловое смещение или отклонение вала между осевой линией вала и осевой линией отверстия корпуса. Эта способность обусловлена главным образом сферическая геометрия дорожки качения внешнего кольца , что является самым большим отличием по сравнению с обычными подшипниками.

1. Основные особенности конструкции

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

• Сферическая дорожка качения наружного кольца:
  • Это ключевой компонент для достижения самовыравнивания. Внутренняя поверхность наружного кольца нецилиндрическая; вместо этого он превращается в вогнутая, сферическая форма .
  • center of this sphere coincides with the theoretical center of the bearing, providing the balls with the freedom to поворот или наклон вокруг этого общего центра.
• Двойной ряд шаров:
  • bearing is typically equipped with два ряда мячей которые проходят по двум отдельным дорожкам качения на внутреннем кольце.
  • Оба ряда шариков контактируют с одной и той же сферической дорожкой качения наружного кольца.
• Интегрированное движение внутреннего кольца, шариков и сепаратора:
  • При отклонении вала внутреннее кольцо , который установлен на валу, принудительно наклоняется.
  • Поскольку шарики и сепаратор всегда удерживаются внутри дорожек качения внутреннего кольца, они перемещаются и наклоняются как отдельная единица относительно внешнего кольца.

2. Физический процесс компенсации.

Когда подшипник сталкивается с ошибкой установки, изгибом (отклонением) вала под нагрузкой или другими причинами, приводящими к угловое смещение В процессе эксплуатации процесс компенсации выглядит следующим образом:

1. Наклон происходит: shaft deviation causes the inner ring’s centerline to form an angle $\alpha$ (the angular misalignment) with the outer ring’s centerline.
2. Spherical Effect: tilted inner ring and ball assembly undergoes a спонтанное, неограниченное поворотное движение в рамках сферическая дорожка качения наружного кольца . Поскольку внешняя дорожка качения имеет сферическую форму, шарики сохраняют полный и правильный контакт как со сферической внешней дорожкой качения, так и с дорожками качения внутреннего кольца.
3. Устранение внутреннего стресса: Эта автоматическая регулировка устраняет вредные концентрация краевых напряжений это может произойти в жестком подшипнике (например, радиальном шарикоподшипнике) из-за углового смещения. В обычных подшипниках наклон приводит к смещению точек контакта между шариком и дорожкой качения от центра, создавая пики напряжения, которые значительно сокращают срок службы подшипника.
4. Равномерное распределение нагрузки: Благодаря самовыравниванию нагрузка равномерно распределяется по обоим рядам шариков, обеспечивая стабильную работу подшипника в пределах расчетной грузоподъемности.

Самовыравнивающиеся шарикоподшипники обычно могут компенсировать максимальное угловое смещение начиная от от $\pm 1.5^\circ$ до $\pm 3^\circ$ , в зависимости от размерной серии и конструкции подшипника.

Сравнение самовыравнивающихся шарикоподшипников и радиальных шарикоподшипников