ปัจจัยใดที่มักจำกัดความเร็วสูงสุดของตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก PU

ปัจจัยจำกัดความเป็นมืออาชีพของการจำกัดความเร็วของ ตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก PU

ตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก PU (โพลียูรีเทน) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานเฉพาะด้าน เนื่องจากมีคุณสมบัติการสั่นสะเทือนและลดเสียงรบกวนได้ดีเยี่ยม และทนต่อการสึกหรอ อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับตลับลูกปืนเหล็กล้วนแบบดั้งเดิม ความเร็วจำกัดของพวกมันมักจะอยู่ภายใต้ข้อจำกัดที่เข้มงวดกว่าเนื่องจากคุณสมบัติของชั้นนอกของ PU การวิเคราะห์อย่างมืออาชีพแสดงให้เห็นว่าความเร็วจำกัดของตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก PU นั้นควบคุมโดยปัจจัยสี่ประการต่อไปนี้เป็นหลัก

ข้อจำกัดทางอุณหพลศาสตร์ของวัสดุ PU

ปัจจัยจำกัดหลักของตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก PU อยู่ที่ความไวของวัสดุโพลียูรีเทนต่อความร้อนและอุณหภูมิ

1. การสร้างความร้อนแบบเสียดทานและการสะสมอุณหภูมิ

เมื่อแบริ่งทำงานที่ความเร็วสูง ความร้อนจะเกิดขึ้นจากการเสียดสีระหว่างองค์ประกอบที่กลิ้งและรางน้ำ เช่นเดียวกับการเสียรูปแบบยืดหยุ่นและการคืนตัวของชั้นนอก PU ในตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก PU ชั้นนอกของ PU เป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี และประสิทธิภาพการกระจายความร้อนยังต่ำกว่าวงแหวนรอบนอกที่เป็นโลหะมาก

ผลการสะสมความร้อน: ความร้อนที่เกิดขึ้นจะกระจายอย่างรวดเร็วได้ยาก ทำให้อุณหภูมิการทำงานโดยรวมของตลับลูกปืนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

การทำให้อุณหภูมิอ่อนลง: สมบัติเชิงกลของวัสดุ PU (โดยเฉพาะเทอร์โมพลาสติก โพลียูรีเทน (TPU)) มีความไวต่ออุณหภูมิสูง เมื่อเกินอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วหรืออุณหภูมิการโก่งตัวของความร้อนจำเพาะ (โดยทั่วไปจะต่ำกว่าอุณหภูมิของเหล็กมาก) ความแข็ง โมดูลัสยืดหยุ่น และความสามารถในการรับน้ำหนักของชั้นนอกของ PU จะลดลงอย่างรวดเร็ว

การเสียรูปถาวร: อุณหภูมิที่สูงยังเร่งให้เกิดการเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อนและการเสียรูปอย่างถาวรของวัสดุ PU ส่งผลให้ความแม่นยำของโปรไฟล์วงแหวนรอบนอกลดลง การสั่นสะเทือนและแรงเสียดทานที่เลวร้ายยิ่งขึ้น ทำให้เกิดวงจรที่เลวร้ายซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่ความล้มเหลวของตลับลูกปืนและจำกัดการทำงานที่ความเร็วสูง

2. กาวทนความร้อน

ความแข็งแรงพันธะระหว่างชั้นนอก PU และวงแหวนแบริ่งเหล็กด้านในก็ไวต่ออุณหภูมิเช่นกัน อุณหภูมิสูงอาจทำให้กาวเสียหาย หลุดลอก หรือการหลุดล่อนของ PU เมื่อชั้นนอกของ PU แยกออกจากวงแหวนเหล็ก ตลับลูกปืนจะสูญเสียความสามารถในการปฏิบัติงานโดยสิ้นเชิง ดังนั้นอุณหภูมิการทำงานสูงสุดของกาวจึงกลายเป็นปัญหาคอขวดอย่างหนึ่งที่จำกัดความเร็วสูงสุดของตลับลูกปืน

ความเค้นไดนามิกและคุณสมบัติยืดหยุ่น

แม้ว่าคุณสมบัติความยืดหยุ่นของวัสดุ PU จะให้ประโยชน์ในการลดแรงสั่นสะเทือน แต่ก็กลายเป็นตัวจำกัดความเร็วที่สำคัญภายใต้ความเค้นไดนามิกสูง

1. ฮิสเทรีซิสแบบยืดหยุ่นและการสูญเสียพลังงาน

ชั้นนอกของ PU ผ่านการเสียรูปแบบยืดหยุ่นภายใต้การรับน้ำหนัก ในระหว่างการกลิ้งอย่างต่อเนื่องด้วยความเร็วสูง การเปลี่ยนรูปและการคืนสภาพแบบยืดหยุ่นนี้จะเกิดขึ้นที่ความถี่สูง โพลียูรีเทนมีผลฮิสเทรีซิสอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งหมายความว่าพลังงานจะสูญเสียไปในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนรูปและคืนสภาพ ซึ่งทั้งหมดนี้จะถูกแปลงเป็นความร้อน

การคูณความร้อน: เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น ความถี่ในการเปลี่ยนรูปจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้สูญเสียพลังงานและการสร้างความร้อนเพิ่มขึ้นแบบไม่เชิงเส้น นี่เป็นอีกแหล่งสะสมความร้อนภายในที่สำคัญซึ่งจำกัดความเร็วสูงสุดโดยตรง

2. แรงเหวี่ยงและการเสียรูป

สำหรับตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก PU ขนาดกลางและขนาดใหญ่ แรงเหวี่ยงที่ชั้นนอกของ PU จะเพิ่มขึ้นอย่างมากที่ความเร็วสูงมาก แม้ว่าความหนาแน่นของวัสดุ PU จะต่ำกว่าเหล็ก แต่แรงเหวี่ยงสูงอาจทำให้เกิดการขยายตัวในแนวรัศมีหรือการคืบคลานในวงแหวนรอบนอกได้

ปัญหาด้านความเสถียรของมิติ: การเสียรูปนี้อาจรบกวนความพอดีระหว่างตลับลูกปืนและรูยึด ส่งผลให้การทำงานของตลับลูกปืนไม่เสถียร แรงสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้น และแม้กระทั่งตลับลูกปืนหลุดออกจากแท่นยึด ซึ่งจำกัดความเร็วที่ปลอดภัยจากมุมมองของการออกแบบกลไก

การออกแบบและการหล่อลื่นแบริ่งเหล็กภายใน

ความเร็วสูงสุดของตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก PU ยังถูกจำกัดด้วยการออกแบบและการบำรุงรักษาตลับลูกปืนเหล็กภายใน

1. การกวาดล้างภายในและกรง

โดยทั่วไปแล้วตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก PU จะขึ้นอยู่กับการออกแบบตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึกมาตรฐาน ระยะห่างจากรัศมีภายในและประเภทกรงส่งผลโดยตรงต่อความเร็วสูงสุด

การเลือกระยะห่าง: ในระหว่างการทำงานที่ความเร็วสูง อุณหภูมิของแบริ่งจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้วงแหวนด้านในของเหล็กและส่วนประกอบกลิ้งขยายตัว ส่งผลให้ระยะห่างลดลง ระยะห่างที่ไม่เหมาะสม (เช่น ช่องว่าง C2 น้อยเกินไป) อาจทำให้เกิดการยึดที่อุณหภูมิสูงได้ ดังนั้นจึงต้องเลือกเกรดระยะห่างที่เหมาะสมกับความเร็วสูง

วัสดุกรง: ความเร็วสูงสุดของกรงเหล็กและพลาสติก (เช่น ไนลอน) จะแตกต่างกัน กรงไนลอนมีแนวโน้มที่จะอ่อนตัวและเสียรูปเมื่ออุณหภูมิสูง ซึ่งส่งผลให้ความเร็วสูงสุดของตลับลูกปืนยิ่งจำกัดลงไปอีก

2. วิธีการหล่อลื่นและการหล่อลื่น

ความเร็วสูงสุดของตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก PU ก็ถูกจำกัดด้วยสภาวะการหล่อลื่นเช่นกัน

อายุของจาระบี: จาระบีในแบริ่งที่หล่อลื่นล่วงหน้าจะออกซิไดซ์และสลายตัวอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิสูง อายุการใช้งานของจาระบีสั้นลง ส่งผลให้การหล่อลื่นล้มเหลวและแรงเสียดทานเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นจึงต้องควบคุมความเร็วอย่างเข้มงวดภายในช่วงอุณหภูมิการทำงานสูงสุดของจาระบี

โหลดภายนอกและสภาพการทำงาน

สภาพภายนอกมีผลกระทบอย่างครอบคลุมต่อความเร็วสูงสุดของตลับลูกปืน PU

1. โหลดแนวรัศมีและแนวแกน

โหลดแบบไดนามิกที่เทียบเท่ากับแบริ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดความเร็วที่อนุญาต

ขีดจำกัดการรับน้ำหนักสูง: การรับน้ำหนักที่สูงขึ้นจะเพิ่มแรงกดสัมผัสระหว่างองค์ประกอบการกลิ้งและรางน้ำ เพิ่มการเปลี่ยนรูปยืดหยุ่นของชั้นนอก PU และสร้างความร้อนมากขึ้น เพื่อป้องกันความเหนื่อยล้าอย่างรวดเร็วหรือความเสียหายต่อชั้นนอก PU เนื่องจากความเครียดที่มากเกินไป จะต้องลดความเร็วสูงสุดลงตามลำดับ

2. สภาพแวดล้อมการกระจายความร้อน

อุณหภูมิโดยรอบและสภาวะการกระจายความร้อนของตลับลูกปืนส่งผลโดยตรงต่อช่วงการทำงานที่มั่นคง ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของตลับลูกปืนจะลดลง และต้องลดความเร็วลงเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและความล้มเหลว การออกแบบการกระจายความร้อนที่ดี (เช่น โครงสร้างโลหะโดยรอบหรือการระบายความร้อนด้วยอากาศ) สามารถเพิ่มความเร็วที่อนุญาตได้ในระดับหนึ่ง