Als de kernondersteunende componenten in roterende machines, Inch -serie diepe groove kogellagers Speel een onvervangbare rol in belangrijke velden zoals ruimtevaart, precisie -instrumenten en speciale apparatuur. In vergelijking met metrische lagers voldoen inch lagers aan de stringente vereisten van specifieke industriële scenario's met hun unieke groottesysteem en prestatiekenmerken.
1. De rol en kenmerken van inch diepe groove kogellagers
Inch -serie Deep Groove kogellagers zijn rollende lagers ontworpen en vervaardigd volgens de inch -maatstandaarden. Ze vullen zich aan gewone metrische lagers en nemen een belangrijke positie in in specifieke industriële velden en traditionele apparatuur. Dit type lager behoudt de basiskenmerken van diepe groove kogellagers, terwijl ze zich aanpassen aan de vereisten van het inch -systeem in termen van grootte -serie, tolerantie fit en structurele details, waardoor een onvervangbare gestandaardiseerde oplossing biedt voor de Noord -Amerikaanse markt, ruimtevaart en traditioneel apparatuuronderhoud.
Het standaardsysteem van de grootte vormt het belangrijkste externe kenmerk van inch lagers. In tegenstelling tot metrische lagers, die millimeters gebruiken als de basiseenheid, gebruiken imperiale lagers fractionele of decimale inches als specificaties. Gemeenschappelijke binnendiameters variëren van 1/8 inch (0,125 inch) tot 6 inch, met een standaard volgorde van 1/16 inch stappen. Het lagermodel R6 komt bijvoorbeeld overeen met een binnendiameter van 0,375 inch (3/8 "), een buitendiameter van 0,875 inch en een breedte van 0,281 inch. Dit groottesysteem vormt een natuurlijke pasvorm met de imperiale schachtdiameter en lagerstoelgat, waarbij de conversie wordt gebruikt wanneer metrische beren wordt gebruikt op imperiale apparatuur.
De structurele ontwerpkenmerken weerspiegelen het aanpassingsvermogen van imperiale lagers aan specifieke toepassingsscenario's. Een typisch keizerlijk diepe groove kogellager bestaat uit vier kerncomponenten: een buitenring, een binnenring, een stalen bal en een kooi, maar er zijn verschillen in details vergeleken met vergelijkbare metrische producten: de buitenste ring heeft meestal geen borggroef of een afdichtingsdekselinstallatie -installatiegroef om een meer volledige structurele sterkte te behouden; De binnenhoogte van de binnenring is relatief verhoogd met 5-8% om betere axiale richtlijnen te bieden; Het aantal stalen ballen is 1-2 minder dan dat van dezelfde maat metrische lager, maar de diameter wordt met 3-5% verhoogd om het verschil in belastingscapaciteit te compenseren. Deze ontwerpkenmerken stellen imperiale lagers in staat om goed te presteren onder hoge snelheid. Sommige speciale modellen gebruiken ook een dubbele row-balontwerp (zoals de LL-serie) om een hoger laadcapaciteit in een beperkte ruimte te bereiken en te voldoen aan de compacte vereisten van technische machines.
Het materiaal- en warmtebehandelingsproces bepalen de prestaties van imperiale lagers. Energielimiet. Aerospace-grade imperiale lagers gebruiken vacuümafgasserende smelttechnologie, oxide-insluitsels worden geregeld op ds ≤ 0,5 en de totale hoeveelheid niet-metalen insluitsels is ≤ 0,05%, wat veel hoger is dan de zuiverheidsnorm van gewone metrische lagers. Wat de warmtebehandeling betreft, gebruiken imperiale lagers over het algemeen een dubbele uitdovingsproces: het eerste uitdoving verkrijgt een fijnkorrelige martensitische matrix (hardheid 62-64 uur), en de tweede blussen past het resterende austenietgehalte aan (gecontroleerd op 5-8%), die de dimensionale stabiliteit verbetert met meer dan 50%. Voor corrosieve omgevingen heeft de imperiale serie 440C roestvrijstalen schachten ontwikkeld. Het chroomgehalte van het lager is 16-18%. Door middel van speciale veroudering wordt de hardheid gehandhaafd op 58-60 uur, wat zowel corrosiebestendig als slijtvast is.
De kenmerken van industriële toepassingen tonen de marktpositionering van imperiale lagers. In het Noord -Amerikaanse industriële systeem zijn imperiale lagers nog steeds de dominante keuze voor traditionele apparatuur. De transmissiesystemen van landbouwmachines en technische voertuigen nemen bijvoorbeeld over het algemeen de imperiale serie over. In het ruimtevaartveld gebruiken sommige geërfde ontwerpen van Boeing en Airbus nog steeds de imperiale lagerstandaard. De binnendiameter van grote taps toelopende rollagers die worden gebruikt in het landingsgestel van vliegtuigen wordt bijvoorbeeld vaak verhoogd met 1/8 inch.
2. Werkprincipe en mechanische eigenschappen
Het mechanische gedrag en het werkprincipe van de inch -serie Deep Groove -kogellagers zijn gebaseerd op de basistheorie van rollende lagers, maar hun speciale groottesysteem en structureel ontwerp geven hen unieke prestatiekenmerken. Het begrijpen van deze mechanische eigenschappen is cruciaal voor de juiste selectie en ontwikkeling van het potentieel van inch lagers. Van contactmechanica tot kinematica, van belastingverdeling tot faalmechanisme, het werkingsprincipe van inch diepe groef kogellagers is een complex systeem van multi-fysieke veldkoppeling.
De kinematische kenmerken bepalen de snelheidslimiet van inch lagers. Wanneer het lager roteert, presenteren de componenten een complexe bewegingsstatus: de stalen bal bestaat tegelijkertijd de kooi handhaaft de afstand tussen de ballen tijdens rotatie (rond zijn eigen as) en revolutie (rond de lageras). De kinematische coördinatie van het imperiale lager wordt in het volgende weerspiegeld: het binnenste ringgeleide kooiontwerp zorgt ervoor dat de balrevolutie snelheid ω_cage = ω_shaft × d/(d d), waarbij d de kogeldiameter is en d is de steekdiameter (beide in inch). 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). ). Dit verklaart waarom de beperkende snelheid van dezelfde grootte imperiale lager meestal 5-10% lager is dan die van de metrische lager, maar in werkelijke toepassing compenseert de grotere klaring voor een deel van het snelheidsverlies.
De laadverdelingswet weerspiegelt de belastingdragende kenmerken van imperiale lagers. Onder de werking van radiale belasting FR delen niet alle stalen ballen de belasting gelijk, maar vormen een belastingdragende oppervlakte van 120-150 °. Omdat het imperiale lager een grotere klaring heeft (CN-grade klaring is ongeveer 0,001 inch), is de belastingsverdelingshoek 10-15 ° breder dan die van metrische lagers en de maximale contactkracht Q_MAX = 4,37 x FR/Z (Z is het aantal stalen ballen). Wanneer het wordt onderworpen aan een gecombineerde belasting (fr FA), is het axiale belastingdragende vermogen van het imperiale lager relatief uitstekend vanwege de hoge flens. De mate van toename (ongeveer 5-8%) kan een grotere axiale component weerstaan. De imperiale formule wordt gebruikt om de axiale nominale belasting te berekenen: FA_MAX = 0,6 × z × d^2 × sinα, waarbij α de contacthoek is (ongeveer 5-10 ° voor diepe groefkogellagers). De praktijk heeft aangetoond dat de levensduur van het imperiale L4549-lager (1-1/2 inch binnendiameter) onder zuivere axiale belasting 20-25% hoger is dan die van de metrische 6306-lager, waardoor het voordelig is in stuwkrachttoepassingen.
Dynamische prestatieparameters zijn de sleutel tot het evalueren van de werkconditie van imperiale lagers. De RMS -waarde van de lagertrillingssnelheid (inch/sec) is een belangrijke kwaliteitsindicator van de imperiale serie. De trillingswaarde van hoogwaardige ABEC7-grade lagers wordt geregeld op 0,05- binnen het bereik van 0,12in/s, het is 20% strenger dan de metrische P5-grade lager. Een andere belangrijke parameter is de stijfheidskarakteristiek. De radiale stijfheid van het imperiale lager is k_r = 1000 × z × d × cosa (lb/in), en de axiale stijfheid is k_a = 800 × z × d × sina (lb/in). Omdat het aantal stalen ballen in imperiale lagers meestal kleiner is (1-2 minder), is hun stijfheid 5-10% lager dan die van metrische lagers van dezelfde grootte, wat speciale aandacht voor compensatie vereist bij het selecteren van precisieapparatuur. Modale analyse toont aan dat de natuurlijke frequentie van de eerste orde van het imperiale R8-lager (1/2 inch binnendiameter) ongeveer 3500-4000Hz is, wat 15% lager is dan die van de metrische 6201-lager, en de impactweerstand is relatief beter.
