В каком подшипнике шарик диаметром 5 мм: Диаметр шариков для подшипника — Общий

Уменьшение размеров подшипников путем увеличения прочности и увеличения срока службы

Материалы (Базель). 2018 сен; 11 (9): 1662.

Поступила 14.07.2018 г .; Принято 7 сентября 2018 г.

Abstract

Тонкие подшипники широко используются в самолетах, роботах, ветряных турбинах и промышленном оборудовании, где их размер и вес очень важны для работы системы. Общие материалы для тонких подшипников для роботов и промышленного оборудования основаны на {«type»: «entrez-protein», «attrs»: {«text»: «SAE52110», «term_id»: «1017385771», «term_text»: «SAE52110»}} Подшипниковая сталь SAE52110, а также специальная термообработка и процесс суперполировки используются и адаптированы для улучшения сопротивления усталости подшипников качению (RCF).Было подтверждено улучшение прочности RCF в зависимости от контактного напряжения, твердости поверхности и характеристик трения до и после обработки ультразвуковой нанокристаллической модификацией поверхности (UNSM). Простой анализ показывает, что эти улучшения могут уменьшить размер и вес тонких подшипников примерно до 3,40–21,25% и 14,3–26,05% соответственно. Следовательно, эта технология UNSM дает возможность реализовать экономичную и энергоемкую суперполировку, процесс термообработки, а также уменьшить размер и вес тонких подшипников.

Ключевые слова: подшипник , усталостная прочность при качении, ультразвуковая нанокристаллическая модификация поверхности (UNSM), твердость, шероховатость, суперполировка

1. Введение

Сегодняшние требования к увеличению срока службы и уменьшению размеров подшипников связаны с надежностью и стоимостью изготовления оборудования. Тонкие упорные шариковые и сферические роликоподшипники широко используются в самолетах, роботах, ветряных турбинах и промышленном оборудовании, где их размер и вес очень важны для работы системы.Подшипники качения (REB) обычно используются в триботехнических установках, таких как ветряные турбины, трансмиссии, двигатели и т. Д. [1]. Размер и вес внутреннего и внешнего колец тонких подшипников следует уменьшить, насколько это возможно, до тех пор, пока они не будут соответствовать пределу усталостной усталости при качении (RCF). Процесс точечного разрушения включает возникновение микротрещин в напряженном объеме в результате процесса накопления повреждений с последующим их ростом, что в конечном итоге приводит к образованию поверхностных ямок и окончательному разрушению компонента [2].В этом отношении обычными материалами колец для подшипников авиационных реактивных двигателей являются специальные легированные стали, такие как серия M, и специальная термообработка для измельчения микрозернистости, высокая твердость более 63 HRC (по Роквеллу), остаточное напряжение сжатия и суперфинишная обработка — это обычный процесс для очень высокой прочности колец при циклической прокатке. Общая тенденция увеличения усталостной долговечности с увеличением твердости наблюдалась ранее [3]. Постоянно прилагаются усилия по разработке новых материалов, процесса термообработки и процесса суперполировки для повышения усталостной усталостной прочности при многоцикловом качении, однако их стоимость и энергия очень высоки, и даже эти технологии контролируются как конфиденциальные ноу-хау поставщиков и клиентов. [4].Материалы в REB подвергаются нагрузке во время циклического нагружения, что приводит к образованию необратимых микроструктурных изменений под поверхностью, таких как темная область травления (DER) и белые полосы травления (WEB), тонкие подшипники для роботов и специальная система редукции промышленного оборудования, которая не может адаптироваться такая специальная легированная сталь и процессы из-за высокой стоимости и конфиденциального ноу-хау. Следовательно, подшипниковая сталь общего назначения, такая как {«type»: «entrez-protein», «attrs»: {«text»: «SAE52100», «term_id»: «1018081930», «term_text»: «SAE52100»}} SAE52100 — это используется для колец и роликов.Сообщается, что DER обычно образуются при средних и высоких контактных напряжениях в области максимального напряжения сдвига после большого количества циклов прокатки (5–100 × 10 ⁶ циклов). МЭД также обычно обнаруживается на глубине примерно 0,10–0,65 мм ниже контактной поверхности [5]. DER обычно составляет от 0,5 до 2 мм в направлении глубины, однако увеличивается со временем работы и контактным давлением.

На срок службы подшипников влияет микроструктура материала, которая по своей природе неоднородна, и, следовательно, усталостная долговечность явно идентичной партии подшипников, работающих при одинаковой нагрузке, скорости, смазке и условиях окружающей среды, будет иметь значительный разброс.Для материалов подшипников был разработан даже специальный процесс термообработки и полировки, однако их размер и вес не могут быть уменьшены из-за предела прочности RCF [6]. Например, Pramanic et al. изучили усталостную долговечность обработанных деталей [7]. Процесс суперполировки уменьшил шероховатость поверхности, однако, в свою очередь, он удалил поверхностные слои, содержащие остаточное напряжение сжатия, которое имеет тенденцию увеличивать усталостную прочность полированных компонентов. Кроме того, процесс суперполировки может вызвать остаточное напряжение растяжения из-за повышения температуры.Кроме того, влияние бейнитно-мартенситной термообработки на микроструктуру и усталостную долговечность подшипниковой стали ({«type»: «entrez-protein», «attrs»: {«text»: «SAE52100», «term_id»: » 1018081930 «,» term_text «:» SAE52100 «}} SAE52100) исследовались ранее [8]. Было обнаружено, что изменения твердости не обнаружено, однако усталостная прочность была увеличена за счет сокращенного процесса термообработки из-за гомогенной дисперсии небольшого количества аустенита. Усталостная долговечность подшипниковой стали ({«type»: «entrez-protein», «attrs»: {«text»: «SAE52100», «term_id»: «1018081930», «term_text»: «SAE52100»}} SAE52100 ) путем динамического деформационного старения исследовалась в предыдущем исследовании [9].Сообщалось, что обработка динамическим деформационным старением привела к более стабильной структуре дислокаций за счет увеличения плотности подвижных дислокаций и блокировки этих дислокаций за счет диффузии атомов углерода с последующим образованием карбидов. В дополнение к термообработке Кершер и Ланг увеличили усталостную долговечность подшипниковой стали ({«type»: «entrez-protein», «attrs»: {«text»: «SAE52100», «term_id»: «1018081930») , «term_text»: «SAE52100»}} SAE52100) глубокой криогенной обработкой [10]. Интересно, что усталостная жизнь увеличивалась только после некоторых последовательностей.Следовательно, как полировка, так и термическая / криогенная обработка иногда могут ограничивать усталостную долговечность подшипников, даже если эти процессы увеличивают твердость поверхности, уменьшают шероховатость поверхности и т. Д. В этом отношении технология модификации поверхности, ультразвуковая модификация поверхности нанокристаллов (UNSM) , представляет собой технологию улучшения металлов, которая увеличивает механические свойства и характеристики материалов [11]. Цель этого исследования — продемонстрировать уменьшение размера и веса подшипников для роботов или специальных систем промышленного оборудования за счет адаптации технологии UNSM для колец и роликов с целью снижения энергопотребления и стоимости материалов.

2. Проверка технологии UNSM

Технология UNSM ударяет по поверхности детали до 20 000 раз в секунду шариком из карбида вольфрама (WC) и / или нитрида кремния (Si ₃ N ₄ ) с диапазон диаметров от 1,0 до 6,0 мм при частоте 20, 27 или 40 кГц, который преобразует крупные зерна в зерна наноразмеров до определенной глубины от верхней поверхности. Устройство UNSM включает ультразвуковой преобразователь, рупор и ударный наконечник, который соприкасается с поверхностью заготовки.Рупор усиливает высокочастотные ультразвуковые колебания, создаваемые преобразователем. Таким образом, шарик (наконечник) передает статические и динамические нагрузки на заготовку. Наиболее важным преимуществом технологии UNSM по сравнению с другими технологиями механической модификации поверхности является то, что контролируемые статические и динамические нагрузки обеспечивают равномерную и однородную обработку. Основная идея технологии UNSM состоит в том, чтобы создать высокое давление до 30 ГПа на поверхности заготовки с помощью высокочастотных ударов более 1 миллиона раз в минуту и ​​до 100 К ударов на мм ² , используя энергию ультразвука и резонансная амплитуда.Эти высокоплотные и интенсивные циклы давления вызывают большой цикл интенсивной пластической деформации (SPD) до определенной глубины и большой цикл упругой деформации под этой глубиной. Ранее сообщалось об изменении механических свойств и характеристик при обработке легированной стали подшипника UNSM [12]. Чтобы подтвердить возможное уменьшение размера и веса тонких подшипников за счет адаптации технологии UNSM, необходимо изучить увеличение прочности RCF с использованием экспериментальных образцов для испытаний, изготовленных из {«type»: «entrez-protein», «attrs «: {» text «:» SAE52100 «,» term_id «:» 1018081930 «,» term_text «:» SAE52100 «}} Сначала SAE52100, и можно выбрать типичный стандартный подшипник, чтобы оправдать эффекты таким же образом на реальном стандарте подшипники.Образцы и подшипники обрабатывались по технологии UNSM с параметрами, указанными в. Снижение коэффициента трения за счет уменьшения шероховатости поверхности и образования ямок с помощью технологии UNSM показало возможность исключения или замены процесса суперполировки. Наконец, повышенная динамическая грузоподъемность типичных тонких подшипников после технологии UNSM будет получена на основе стандарта ISO для динамической грузоподъемности, а также будет проанализировано и предложено возможное уменьшение размера и веса тонких подшипников.

Таблица 1

Параметры обработки UNSM.

2,1. Прочность кольцевого образца RCF по технологии UNSM

Использовали испытательные образцы RCF с шестью шариками диаметром 25 мм и толщиной 4 мм.Шары из подшипниковой стали {«type»: «entrez-protein», «attrs»: {«text»: «SAE52100», «term_id»: «1018081930», «term_text»: «SAE52100»}} SAE52100 диаметром 9,525 мм использовались как детали качения между дорожками качения. Испытания RCF с шестью шарами были проведены в условиях эластогидродинамической смазки при различных уровнях контактного напряжения, как показано на рис. Когда на поверхности образцов происходило отслаивание, датчик вибрации обнаруживал это, и испытание прекращалось автоматически. Сравнение циклов отслаивания при различных уровнях напряжения необработанных и обработанных UNSM образцов показано на рис.Таким образом, сжимающее остаточное напряжение было вызвано от -1227 до -1343 МПа при увеличении статической нагрузки от 100 до 110 Н, однако оно уменьшилось с -1343 до -1091 МПа при увеличении статической нагрузки от 110 до 120 Н, как показано. в . Остаточное напряжение сжатия необработанного материала может быть вызвано процессами шлифования и полировки во время обработки, а на глубине около 40–80 мкм остаточное напряжение сжатия было устранено. Это нечеткое явление может быть связано с изменением микроструктуры, которое можно объяснить с точки зрения разупорядочения дислокаций зерен и измельчения зерен.

Сравнение данных S-N (напряжение-число циклов) необработанных и обработанных UNSM образцов при различных уровнях контактного напряжения.

Таблица 2

Таблица 3

Механические свойства необработанных и обработанных UNSM образцов.

сравнивает микротвердость необработанных и обработанных UNSM-110 образцов, которая была измерена с помощью твердомера по Виккерсу (MVK E3, Mitutoyo, Takatsui, Япония) при нагрузке 300 гс за время выдержки 10 с. Твердость верхней поверхности образца увеличилась до 864 HV, а затем постепенно снизилась до 720 HV, что является значением твердости необработанного образца. Значение твердости UNSM-110 увеличилось примерно на 20% по сравнению с твердостью необработанного образца.Повышение твердости обработанного UNSM-110 образца по сравнению с необработанным может быть отнесено на счет измельчения зерна по соотношению Холла-Петча, где размер зерна играет важную роль, а также может быть отнесено к работе. эффекты упрочнения [13].

Изменение значения микротвердости по Виккерсу образцов UNSM-110 в зависимости от глубины от верхней поверхности.

Результаты остаточного напряжения необработанных и обработанных UNSM-110 образцов показаны на.Он показывает, что значение остаточного напряжения сжатия от верхней поверхности к центру образца постепенно уменьшалось и достигало остаточного значения в случае образца, обработанного UNSM, однако оно быстро уменьшалось в необработанном образце. Интересно отметить, что сжимающее остаточное напряжение не уменьшалось линейно с увеличением ударной нагрузки технологии UNSM. Остаточное напряжение сжатия, вызванное технологией UNSM, можно объяснить уменьшением размера зерна за счет SPD и снятия напряжения [14], и оно является основным фактором повышения усталостной прочности и скорости роста трещин в подшипниках [15,16].Кроме того, ранее сообщалось, что технология UNSM способна преобразовывать остаточное напряжение растяжения в остаточное напряжение сжатия [17]. Кроме того, степень остаточного напряжения зависит от параметров UNSM, однако необходимо подтвердить значения и распределение по глубине. Однако необходимо подтвердить их значения и распределение через вызванное глубиной остаточное напряжение сжатия, которое составляло от -1227 до -1343 МПа при увеличении статической нагрузки от 100 до 110 Н соответственно, однако оно уменьшилось с -1343 до -1091 МПа. с возрастающей статической нагрузкой от 110 до 120 Н соответственно, как показано на.Это нечеткое явление может быть связано с изменением микроструктуры, которое можно объяснить с точки зрения разупорядочения дислокаций зерен, образования дислокаций и роста зерен. Однако здесь стоит упомянуть, что существует ограничение на измельчение зерна методами ИПД, когда измельченный размер зерна менее 10 нм может ухудшить механические и другие свойства материалов [18].

Изменение значения остаточного напряжения сжатия для необработанных и обработанных UNSM-110 образцов в зависимости от глубины от верхней поверхности.

2.2. Валидация в испытании на усталостную долговечность упорного шарикоподшипника

Чтобы обосновать влияние технологии UNSM на реальные подшипники, был выбран упорный шарикоподшипник, и было проведено сравнительное испытание при напряжении Герца 5 ГПа при 1500 об / мин в условиях масляной смазки. Для каждого результата утомляемости использовалось не менее трех образцов из-за разброса данных. Среднее количество циклов до отказа необработанного нового подшипника составило 1,81 × 10 ⁶ циклов, а подшипник, обработанный UNSM, был изношен через 3 цикла.06 × 10 ⁶ циклов, как показано на.

Таблица 4

2.3. Прочность роликов RCF по технологии UNSM

Испытательные образцы RCF изготовлены из {«type»: «entrez-protein», «attrs»: {«text»: «SAE52100», «term_id»: «1018081930», «term_text» : «SAE52100»}} Использовались SAE52100 диаметром 15 мм и длиной 300 мм.Результат воздействия повторяющейся нагрузки, приложенной к образцу, на срок службы RCF показал, что усталостная долговечность была наименьшей при 122 Н и увеличилась более чем в 3 раза с 13 × 10 ⁶ до 41 × 10 ⁶ циклов после Обработка UNSM даже при одинаковой нагрузке 1200 Н и скорости вращения 8000 об / мин. SPD, который был вызван повторным максимальным напряжением сдвига во время испытания RCF, увеличил плотность дислокаций и вызванную напряжением диффузию атомов C, которые перенасыщены в окружающем мартенсите, что происходит вдоль путей высокой диффузии, что приводит к образованию полос деформации вдоль максимального сдвига. .

2.4. Валидация в испытании на усталостную долговечность сферических роликоподшипников

Чтобы обосновать влияние технологии UNSM на реальные подшипники, сферический роликовый подшипник (обозначение FAG24020) был выбран для сравнительного испытания, которое проводилось в условиях испытаний, перечисленных в. Циклы до отказа при напряжении Герца 2,9 ГПа для необработанных и обработанных UNSM подшипников составили 6,5 × 10 ⁵ и 1 × 10 ⁶ , как указано в.

Таблица 5

Условия испытаний сферических роликоподшипников на усталость.

2.5. Проверка на усталость кольца подшипника

Чтобы подтвердить влияние технологии UNSM на реальные подшипники, для сравнительных испытаний было выбрано небольшое кольцо конического роликоподшипника (30210A). При максимальном напряжении 1,29 ГПа необработанное кольцо разрушилось при 8 × 10 ⁵ циклах, в то время как кольцо, обработанное UNSM, вышло из строя после 10 × 10 ⁶ циклов.

2.6. Возможность исключить процесс суперполировки кольца и ролика

Основная цель суперполировки дорожек качения — увеличить коэффициент λ в режимах смазки. Это определяется как толщина масляной пленки, деленная на эквивалентную шероховатость обеих сопрягаемых поверхностей, и уменьшение коэффициента трения. Средняя шероховатость поверхности (Ra) нормального упорного кольца 0,18 мкм снизилась до 0,08 мкм, где структура поверхности была изменена на структуру с углублениями / текстурой, как показано.Точные размеры, такие как диаметр и глубина образовавшихся ямок, можно найти в предыдущем исследовании [11]. Шероховатость поверхности необработанного валика диаметром 43 мм составляла около 0,35 мкм, а после технологии UNSM она уменьшилась до 0,21 мкм. Поверхность с углублениями, показанная на B, может быть образована на поверхности дорожки качения подшипника, чтобы уменьшить коэффициент трения и скорость износа во время качения и скольжения во взаимодействующем контакте шара и дорожки качения. Механизм трансформации, вызванной деформацией, может объяснить упрочнение поверхности за счет остаточного напряжения сжатия и увеличения плотности дислокаций.Средний коэффициент трения при изменении скорости вращения и нагрузки может быть уменьшен на 22 ~ 39% [14]. Следовательно, за исключением авиационных подшипников, суперполировка тонких кольцевых подшипников для шероховатости поверхности ( Ra ) 0,06 мкм может быть заменена 0,08 мкм и микровынушками по технологии UNSM.

Полированная ( A ) и обработанная UNSM ( B ) поверхность роликов конических роликовых подшипников.

3. Возможность уменьшения размеров тонких подшипников

Динамическая грузоподъемность подшипников является основным фактором при выборе подходящей спецификации подшипников и может быть получена по стандарту ISO как уравнения (1) и (2) [19] для шарика. и роликовые подшипники соответственно.Срок службы подшипников L ₁₀ также можно определить по этим уравнениям. Когда предполагается, что улучшенная RCF оказывает такое же влияние на условие L ₁₀ , повышенная номинальная динамическая грузоподъемность может быть получена из уравнений (5) и (6) [19] для шариковых и роликовых подшипников соответственно. Сводные значения RCF для результатов испытаний шариков и роликов, которые были получены при контактном напряжении 4,2 ГПа, приведены в и.

Таблица 7

Сводка результатов испытаний на усталость.

Таблица 8

Расчетная динамическая грузоподъемность образцов, обработанных UNSM.

Для шариковых подшипников:

Для роликовых подшипников:

где: L ₁₀ — усталостная долговечность, которой можно ожидать достижения или превышения 90% достаточно большой группы явно идентичных подшипников; P — эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник; C — номинальная динамическая грузоподъемность шарикоподшипников, полученная из уравнения (1) следующим образом:

Можно спроектировать улучшенный диапазон динамической нагрузки.Минимальное значение для кольца, RCF (мяч) может быть следующим:

Можно спроектировать улучшенный динамический диапазон. Максимальное значение для испытания шарикоподшипника на усталость может быть следующим:

Шарикоподшипники C _{, обработанные UNSM, UNSM} могут быть получены по уравнению (3):

C было получено из уравнения (2) следующим образом:

L10310 = CP → C = L10310 · P

Можно спроектировать улучшенный динамический диапазон. Максимальное значение для испытания на усталость RCF (ролик) может быть следующим:

CUNSM = L10310 · P = 3.15310 · P = 1,41 · P

Можно спроектировать улучшенный динамический диапазон. Максимальное значение для испытания роликов на усталость может быть следующим:

CUNSM = L10310 · P = 1,55310 · P = 1,14 · P

Роликовые подшипники C _UNSM , обработанные UNSM, могут быть получены по формуле (4):

1,14 C UNSM <1,41

(4)

3,1. Уменьшение размера тонкого шарикоподшипника

Типичный тонкий шарикоподшипник с внешним диаметром 177,8 мм и внутренним диаметром 165.0 мм и шириной 6,35 мм. показана возможность уменьшения габаритов и веса подшипника по технологии UNSM.

Таблица 9

Возможность уменьшения размера и веса тонкого шарикоподшипника с помощью технологии UNSM при двух различных значениях динамической нагрузки UNSM A и UNSM B.

C = f _см (icosα) ^0,7 Z ^2/3 D ^1,8

(5)

UNSM-A C _UNSM

γ = Dcosαdm = 3cos30170 = 0.0152

C = f _см (icosα) ^0,7 Z ^2/3 D ^1,8 = 5589,2 N

C _UNSM = C · 1,297 = 7249,2 N

UNSM-B C _UNSM

γ = Dcosαdm = 3cos30166 = 0,0156

C = f _см (icosα) ^0,7 Z ^2/3 D ^1,8 = 5589,2 N

C _UNSM = C · 1,910 = 10, 675,3 №

где: f _см — коэффициент для вычисления C; i — количество рядов шаров; α — угол смачивания, градус; z — количество тел качения в ряду; D — диаметр шариков.

В случае, если внутренний диаметр остается прежним, размер шара может быть уменьшен с 3,9 до 3 мм, а ширина и ширина могут быть уменьшены до 6,35 и 6 мм, в то время как динамическая грузоподъемность с технологией UNSM остается прежней. уровень. Вес мог быть уменьшен с 0,119 до 0,088 кг. Что касается внутреннего диаметра, то он также может быть изменен со 165 до 160 мм, а размер шара также может быть уменьшен с 3,9 до 3 мм. Таким образом, внешний диаметр и ширина могут быть уменьшены до 6,35 и 5 мм, а динамическая грузоподъемность с технологией UNSM может быть сохранена на том же уровне.Вес мог быть уменьшен с 0,119 до 0,085 кг. Максимальное эквивалентное напряжение, создаваемое нормальной силой на внешнем кольце, анализируется методом конечных элементов (FEA) и сравнивается, как показано на рисунках и. Если учесть увеличение усталостной прочности на 28% после применения технологии UNSM на кольце, усталостная долговечность подшипников уменьшенного размера должна быть больше, чем у необработанных подшипников.

Результат эквивалентного напряжения ANSYS радиально-упорных шарикоподшипников наружного кольца: ( a ) необработанное кольцо, ( b ) кольцо UNSM-A, ( c ) кольцо UNSM-B.

Таблица 10

Сравнение результатов напряжений радиально-упорных шарикоподшипников для необработанных и двух различных значений динамической нагрузки UNSM A и UNSM B.

3,2. Уменьшение размера тонкого роликоподшипника

В таблице приведены размеры типичного тонкого роликоподшипника с внешним диаметром 150 мм, внутренним диаметром 100 мм и шириной 24 мм, что показывает возможность уменьшения размера и веса. подшипника по технологии UNSM.

Таблица 11

Возможность уменьшения размера и веса тонких роликоподшипников с помощью технологии UNSM при двух различных значениях динамической грузоподъемности UNSM A и UNSM B.

Базовая динамическая грузоподъемность Уравнение (6) [19] для радиальных роликоподшипников:

C = f _см (iLcosα) ^{7 / 9} Z ^3/4 D ^29/27

(6)

UNSM-A C _UNSM

γ = Dcosαdm = 11cos0125.5 = 0,087

C = f _см (iLcosα) ^7/9 Z ^3/4 D ^29/27 = 4524,8 N

C _UNSM = 1,41 C = 6379,9 N

UNSM- B C _UNSM

γ = Dcosαdm = 11cos0120 = 0,091

C = f _см (iLcosα) ^7/9 Z ^3/4 D ^29/27 = 4524,8 N

C _UNSM = 1,41 C = 5158,3 Н

Максимальное эквивалентное напряжение, вызванное нормальной силой на внешнем кольце, анализируется FEA (ANSYS Inc., Канонсбург, Пенсильвания, США) и сравниваются, как показано на. С учетом увеличения усталостной прочности на 28% после обработки кольца UNSM показано в.

Результат эквивалентного напряжения ANSYS роликовых подшипников наружного кольца: ( a ) необработанное кольцо, ( b ) кольцо UNSM-A, ( c ) кольцо UNSM-B.

Таблица 12

Сравнение результатов напряжений роликовых подшипников для необработанных и двух различных значений динамической нагрузки UNSM A и UNSM B.

Прецизионные металлические шариковые и пластиковые подшипники

Трение или сопротивление движению — это результат силы, действующей между двумя поверхностями, когда они скользят друг относительно друга.Подшипники уменьшают трение и обеспечивают плавный скользящий контакт между поверхностями благодаря их материалу, форме или смазке. Выбор подходящего подшипника для области применения повышает эффективность, продлевает срок службы подшипника на высоких скоростях и предотвращает перегрев. Подшипники делятся на две основные категории: радиальные подшипники, поддерживающие вращающиеся валы, и упорные подшипники, поддерживающие осевые нагрузки. Были установлены четыре классификации допусков подшипников, обеспечивающие стандарты точности для правильного применения шариковых подшипников.

Обозначения:
ABEC 1, ABEC 5, ABEC 7 и ABEC 9, причем ABEC 9 является наиболее точным.

SDP / SI предлагает широкий выбор типов подшипников и материалов, подходящих для промышленного и коммерческого применения. Самосмазывающиеся пластиковые подшипники имеют малый вес и хорошо работают в условиях абразивных и коррозионных сред. Предлагаются как подшипники скольжения (подшипники скольжения и упорные подшипники), так и подшипники качения (шариковые, роликовые и игольчатые подшипники).Стандартные позиции каталога включают в себя: прецизионные шарикоподшипники, шарикоподшипники с пластиковыми кольцами, самозажимные и самоустанавливающиеся прессовые подшипники, игольчатые роликоподшипники, линейные подшипники, упорные подшипники, подшипники скольжения и фланцевые подшипники скольжения, спеченные подшипники, наконечники штоков и многое другое.

Наши подшипниковые изделия в сочетании с нашими услугами по проектированию, проектированию и производству упростят вашу работу и сделают вашу продукцию успешной.

Запрос цитаты

В НАЛИЧИИ:

Материалы: нержавеющая сталь , сталь
Диаметр: .0625 — 0,5000 дюйма
** Цена за 10 штук

В НАЛИЧИИ:

Материалы: Нержавеющая сталь, ацеталь, сталь
Диаметр отверстия: 0,04 дюйма (1 мм) — 1,00 дюйма (25 мм)
Внешний диаметр: 0,125 дюйма (3 мм) — 2,000 дюйма (52 мм)
Ширина: 0,0469 дюйма (1 мм) — 0,5000 дюйма (15 мм)

Купить сейчас (дюймы и метрики) PDF (дюйм) PDF (метрическая)

В НАЛИЧИИ:

Материалы: Нержавеющая сталь, ацеталь, сталь
Диаметр цилиндра: 0,1875 дюйма (5 мм) — 0,7510 дюйма (20,03 мм)
Ширина: 0,38 дюйма (9,5 мм) ) — 1,63 дюйма (41,5 мм)

Купить сейчас (дюймы и метрики) PDF (дюйм) PDF (метрическая)

В НАЛИЧИИ:

Материалы: Алюминий
Диаметр цилиндра: 0,375–1,580 дюйма
Ширина: 0,1875–0,3750 дюйма

Купить сейчас (дюймы) PDF (дюйм)

В НАЛИЧИИ:

Материалы: Сталь, Duracon®, смола, алюминий, Frelon®, полимер
Диаметр отверстия: 13/16 дюйма (3 мм) — 2 дюйма (60 мм)
Внешний диаметр : 15/16 дюйма (7 мм) — 3 дюйма (90 мм)
Длина: 0.25 дюймов (10 мм) — 4,00 дюйма (125 мм)

Купить сейчас (дюймы и метрики) PDF (дюйм) PDF (метрическая)

В НАЛИЧИИ:

Материалы: Сталь
Диаметр отверстия: 1/8 дюйма.(3 мм) — 1 дюйм (25 мм)
Внешний диаметр: 0,25 дюйма (6,5 мм) — 1,25 дюйма (32 мм)
Ширина: 0,25 дюйма (6 мм) — 1,00 дюйма (16 мм)

Купить сейчас (дюймы и метрики) PDF (дюйм) PDF (метрическая)

В НАЛИЧИИ:

Материалы: Алюминий, нержавеющая сталь, бронза, термопласт, цинк, нейлон
Диаметр отверстия: 0,125 дюйма (4 мм) — 1,250 дюйма (30 мм)
Длина: 1,188 дюйма . (11 мм) — 5.000 дюймов (139 мм)
Ширина: 0,2 дюйма (5 мм) — 4,0 дюйма (87 мм)

Купить сейчас (дюймы и метрики) PDF (дюйм) PDF (метрическая)

В НАЛИЧИИ:

Материалы: Бронза, ацеталь, нержавеющая сталь, сталь
Диаметр отверстия: 1/8 дюйма (4 мм) — 3/4 дюйма (35 мм)
Внешний диаметр: 9 / 32 дюйма(8 мм) — 2 дюйма (42 мм)

Купить сейчас (дюймы и метрики) PDF (дюйм) PDF (метрическая)

В НАЛИЧИИ:

Материалы: Термопласт, полимер L280®
Диаметр отверстия: 0.25 дюймов (3 мм) — 1,00 дюйма (25 мм)
Внешний диаметр: 0,75 дюйма (13 мм) — 2,75 дюйма (60 мм)
Ширина: 0,365 дюйма (6 мм) — 1,375 дюйма (31 мм)

Купить сейчас (дюймы и метрики) PDF (дюйм) PDF (метрическая)

В НАЛИЧИИ:

Материалы: Бронза
Диаметр отверстия: 0.5 дюймов — 2,0 дюйма
Внешний диаметр: 0,25 дюйма — 6,00 дюйма
Длина: 1,0 дюйма — 6,5 дюйма

Купить сейчас (дюймы) PDF (дюйм)

В НАЛИЧИИ:

Материалы: Алюминий, бронза, полиэстер, ацеталь, полимер
Диаметр отверстия: 0.0627 дюйма (1 мм) — 4,0035 дюйма (25 мм)
Внешний диаметр: 3/16 дюйма (3 мм) — 4,504 дюйма (27,4 мм)
Длина: 1/4 дюйма (3 мм) — 1 дюйм (25 мм)

Купить сейчас (дюймы и метрики) PDF (дюйм) PDF (метрическая)

В НАЛИЧИИ:

Материалы: Бронза
Диаметр отверстия: 5 мм — 12 мм
Внешний диаметр: 12.5 мм — 24 мм
Ширина: 10 мм — 16 мм

Купить сейчас (мм) PDF (метрическая)

В НАЛИЧИИ:

Материалы: Igumid G, полимер
Диаметр цилиндра: 0,19 дюйма (2 мм) — 0.50 дюймов (12 мм)
Внешний диаметр: 0,5625 дюйма (8 мм) — 1,0625 дюйма (26 мм)
Ширина: 0,312 дюйма (4 мм) — 0,625 дюйма (16 мм)

Дополнительная информация

В НАЛИЧИИ:

Материалы: Сталь, нержавеющая сталь, нейлон, полимер
Диаметр отверстия: 1/8 дюйма.(4 мм) — 1 1/2 дюйма (28 мм)
Внешний диаметр: 0,4375 дюйма (9 мм) — 2,6 дюйма (44 мм)

Купить сейчас (дюймы и метрики) PDF (дюйм) PDF (метрическая)

Быстрые и точные показания
Простое управление одним человеком
Отображает параллельное и угловое смещение
Машины с горизонтальной и вертикальной установкой

Безопасная установка Подшипники в.в мастерской или на месте
Используйте безопасные, экологически чистые и энергоэффективные инструменты для установки подшипников и других компонентов привода:

Портативные портативные индукционные нагреватели
Настольные портативные индукционные нагреватели

Инструменты для ударной установки, чтобы избежать ненужных повреждений и преждевременного выхода из строя

Minebea с внешним диаметром 1,5 мм получил титул GUINNESS WORLD RECORDS ™ как самый маленький коммерчески доступный стальной шарикоподшипник

Ниже приводится основной текст.

31 августа 2015 г.

Minebea Co., Ltd.

Minebea с внешним диаметром 1,5 мм получил титул GUINNESS WORLD RECORDS ™ как самый маленький коммерчески доступный стальной шарикоподшипник

Стальной шарикоподшипник с наружным диаметром 1,5 мм, произведенный компанией Minebea Co., Ltd. («Minebea»), получил 28 августа 2015 года титул МИРОВОГО РЕКОРДА GUINNESS как самый маленький коммерчески доступный стальной шарикоподшипник.Этот рекорд был подтвержден Книгой рекордов Гиннеса как самые маленькие стальные шарикоподшипники в мире, которые могут производиться серийно. В указанный день Ёсихиса Кайнума (представитель-директор, президент и главный исполнительный директор) и Хироюки Ядзима (директор, старший исполнительный директор) и шесть инженеров завода в Каруидзаве получили сертификат GUINNESS WORLD RECORDS от г-жи Эрики Огавы, вице-президента Японии. Книги рекордов Гиннеса, Ltd.
(Сертифицированный рекорд: Наименьший коммерчески доступный стальной шарикоподшипник, наружный диаметр подшипников — 1.4978 мм)

Йошихиса Кайнума, представительный директор, президент и главный исполнительный директор Minebea, сказал: «Мы действительно рады узнать, что наш миниатюрный шарикоподшипник, краеугольный камень Minebea, был сертифицирован организацией GUINNESS WORLD как самый маленький в мире стальной шарикоподшипник массового производства. ЗАПИСИ. Это достижение можно отнести к неустанным усилиям наших инженеров и всех других лиц, участвующих в разработке продукта. Заявление о миссии Minebea — «Стремление к превосходству» — подразумевает два значения: стремление к достижению большей точности и еще одно стремление к открытию неизведанных территорий.Эта награда воплощает былую страсть. Мы удвоим усилия, чтобы создать еще больше продуктов, обогащающих жизнь людей ».

Икуко Кояма с завода в Каруидзаве сказал: «Внешний диаметр шарикоподшипника 1,5 мм был достигнут благодаря усилиям нашей команды на протяжении всего производственного процесса. Я очень рад, что подшипники, на которые часто не обращают внимания, получают свой шанс в центре внимания. Мы смело пытались уменьшить подшипники до невиданных ранее размеров и смогли вывести их на рынок.Это заставило меня понять, что тяжелый труд окупается и нет ничего, чего нельзя было бы достичь ».

(Слева направо) Шесть инженеров с завода в Каруидзаве; Эрика Огава, вице-президент Книги рекордов Гиннеса, Япония, К.К .; и Йошихиса Кайнума, представительный директор, президент и главный исполнительный директор Minebea

Предпосылки испытания

Предшественник Minebea, компания Nippon Miniature Ball Bearing Co., Ltd., была основана в 1951 году в Токио как первый в Японии специализированный производитель миниатюрных шарикоподшипников.С момента основания мы преуспели в производстве шарикоподшипников миниатюрных размеров, что прекрасно согласуется с тенденцией появления в то время легких, тонких, коротких и маленьких устройств. Сегодня Minebea занимает более 60% мирового рынка миниатюрных шарикоподшипников с внешним диаметром до 22 мм (номер модели JIS 608) (на основе внутреннего расследования).

Этот самый маленький коммерчески доступный стальной шарикоподшипник был разработан в результате страстных усилий, предпринятых всеми заинтересованными сторонами в Minebea, чтобы продемонстрировать миру свою способность внедрять самые маленькие подшипники в мире в рамках «массового производства».В 2009 году мы успешно преодолели барьер в 2 мм наружного диаметра при производстве шарикоподшипников, открыв путь для массового производства таких миниатюрных шарикоподшипников.

Этот подшипник имеет внешний диаметр 1,5 мм, внутренний диаметр 0,5 мм и ширину 0,65 мм, с 6 стальными шариками и фиксаторами, поддерживающими эти шарики в нем. Несмотря на компактность, точность должна соответствовать кодексу японских промышленных стандартов (JIS). Вдобавок ко всему, мы были привержены реализации массового производства этих продуктов с целью выполнения нашей миссии как производителя прецизионных компонентов.Преодолевая множество препятствий и задач, которые время от времени противоречили друг другу, нам наконец удалось разработать миниатюрный шарикоподшипник, который можно производить массово на коммерческой основе.

Мы посвятим себя внедрению новых продуктов, которые принесут пользу обществу в будущем, продемонстрировав миру наши сверхточные технологии, которые на этот раз были в основе установления мировых рекордов.

Использование шариковых подшипников с 1.Внешний диаметр 5 мм

Шарикоподшипники, получившие статус МИРОВОГО РЕКОРДА ГИННЕСА, используются в механизме турбийона, установленном в механических часах высочайшего класса в Японии. Наши миниатюрные шарикоподшипники были впервые применены в механизме Tourbillion, дизайн / разработка и производство которого считались наиболее сложными, и устанавливались в механических часах, тонкие оси которых традиционно поддерживались драгоценностями, такими как рубины. .Такое приложение стало эпохальным событием среди независимых производителей часов в Швейцарии. Нам был предложен новый рынок применения миниатюрных шарикоподшипников, что привело нас к новым заказам и более широкому использованию и применению на постоянной основе.

Книга рекордов Гиннеса Япония признала Minebea первым рекордсменом проекта Takumi Nippon

Minebea также признана Книгой рекордов Гиннеса в Японии как первый рекордсмен проекта «Такуми Ниппон» для своих подшипников, тем самым демонстрируя передовые промышленные технологии Японии всему миру.
Проект Takumi Nippon — это проект, поддерживаемый Японией, внесенной в Книгу рекордов Гиннеса, в ее усилиях по стимулированию и стимулированию инженеров, исследователей и мастеров в Японии за их ненасытное интеллектуальное любопытство и вызывающий дух, а также передачу такой информации миру.

Веб-сайт проекта Takumi Nippon: http://www.guinnessworldrecords.jp/Campaigns/takumi/

На этом изображении представлен шариковый подшипник с внешним диаметром 1,5 мм.

Схема Minebea

* GUINNESS WORLD RECORDS ™ — зарегистрированная торговая марка Guinness World Records Ltd.

Информация в пресс-релизах актуальна на дату объявления.
Информация о продукте, контакты и другой контекст могут быть изменены без предварительного уведомления.

Вернуться к списку пресс-релизов

Это заканчивается основным текстом.

, относящееся к этой странице, выглядит следующим образом.

Примеры прикладных расчетов | Базовые знания подшипников

[Пример 1] Срок службы подшипников (время) при надежности 90%

(Условия)
Радиальный шарикоподшипник: 6308
Радиальная нагрузка F _r ＝ 3500 N
Осевая нагрузка не приложена （ F _a ＝ 0）
Скорость вращения n ＝ 800min ^-1

① Базовая динамическая грузоподъемность (

C _r ＝ 50.9 кН

②Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка (

P _r ＝ F _r ＝ 3500 N

③ Срок службы подшипника (

[Пример 2] Срок службы подшипника (время) при надежности 96%

(Условия)
Радиальный шарикоподшипник: 6308
Радиальная нагрузка F _r ＝ 3500N
Осевая нагрузка F _a ＝ 1000N
Скорость вращения n ＝ 800мин ^-1

①Из таблицы технических характеристик подшипников;

Грузоподъемность (

C _r ＝ 50,9 кН
ƒ ₀ ＝ 13,2
C _0r ＝ 24,0 кН

Значения

②Динамическая эквивалентная нагрузка (

P _r ＝ XF _r ＋ YF _a ＝ （0,56 × 3500） ＋ （1,82 × 1000） ＝ 3780 N

③Срок службы при 90% надежности (

[Пример 3] Расчет коэффициента

(Условия)
Смазка маслом (масло, отфильтрованное тонким фильтром)
Рабочая температура 70 ℃
Надежность 96%

④ Выбор смазочного масла

Из таблицы технических характеристик подшипников получается делительный диаметр D _pw = (40 + 90) / 2 = 65.
d _mn = 65 × 800 = 52 000. Поэтому выберите VG 68 из Таблицы 12-8, Правильная кинематическая вязкость в зависимости от условий эксплуатации подшипника.

⑤ Расчет коэффициента

Рабочая температура составляет 70 ° C, поэтому, согласно Рис. 12-3, Зависимость между вязкостью смазочного масла и температурой (индекс вязкости: 100), вязкость при эксплуатации составляет ν 20 мм ² / _с
Согласно Рис.A , ν ₁ ＝ 21,7 мм ²
κ ＝ ν / ν ₁ 20 / 21,7 0,92
Масло было отфильтровано фильтром тонкой очистки, поэтому таблица 5-4 показывает e _c от 0,5 до 0,6.
Для точной оценки стоимости: e _c = 0,5.

Следовательно, согласно Рис. B
α _ISO ＝ 7,7

⑥Срок службы при 96% надежности (

L _{4 м} ＝ α ₁ α _ISO L ₁₀ ＝ 0,55 × 7,7 × 50900 ≒ 216000 h

Рис. A

Рис. B

Коэффициент α _ISO также можно рассчитать на нашем веб-сайте.

[Пример 4] Срок службы подшипника (полный оборот)

(Условия)
Конический роликоподшипник
Подшипник A ： 30207 JR
Подшипник B ： 30209 JR
Радиальная нагрузка
F _rA ＝ 5200 Н
F _rB ＝ 6800 N
Осевая нагрузка _{K а} ＝ 1600 Н

①Следующие характеристики получены из таблицы технических характеристик подшипников.

[Примечание] 1) Используются те значения, где F _a / F _r ＞ e .
Где F _a / F _r ≦ e , X ＝ 1 Y ＝ 0.

②Осевая нагрузка, прикладываемая к валам, должна быть рассчитана с учетом того факта, что составляющая сила в осевом направлении создается при приложении радиальной нагрузки к коническим роликоподшипникам.

(см. Уравнение 5-33, таблица 5-9)

③Динамическая эквивалентная нагрузка (

④ Срок службы каждого подшипника (

[Пример 5] Выбор размера подшипника

(Условия)
Радиальный шарикоподшипник: 62 серия
Требуемый срок службы: более 10000 ч
Радиальная нагрузка F _r ＝ 2000 N
Осевая нагрузка F _a ＝ 300 N
Скорость вращения n ＝ 1600 мин ^-1

①Динамическая эквивалентная нагрузка (Pr) рассчитана гипотетически.

Результирующее значение F _a / F _r ＝ 300/2000 ＝ 0.15, меньше любых других значений e в таблице технических характеристик подшипников.
Следовательно, JTEKT может считать, что P _r ＝ F _r ＝ 2000 N.

② Требуемая номинальная динамическая грузоподъемность (

③Среди тех, которые указаны в таблице технических характеристик подшипников, подшипник серии 62 с

④Динамическая эквивалентная нагрузка, полученная на этапе ①, подтверждается получением значения

Где C _0r из 6205 R составляет 9,3 кН, а ƒ ₀ составляет 12,8
ƒ ₀ F _a / C _0r ＝ 12,8 × 300/9300 ＝ 0,413

Затем значение e может быть вычислено с использованием пропорциональной интерполяции.

В результате можно подтвердить, что
F _a / F _r ＝ 0.15 ＜ и .
Следовательно, P _r ＝ F _r .

[Пример 6] Выбор размера подшипника

(Условия)
Радиальный шарикоподшипник: серия 63
Требуемый срок службы: более 15000 ч
Радиальная нагрузка F _r = 4000 Н
Осевая нагрузка F _a ＝ 2400 N
Скорость вращения n ＝ 1000 мин ^-1

① Рассчитана гипотетическая эквивалентная динамическая нагрузка (

Начиная с F _a / F _r ＝ 2400/4000 ＝ 0.6 намного больше, чем значение e , указанное в таблице характеристик подшипника, это говорит о том, что осевая нагрузка влияет на динамическую эквивалентную нагрузку.
Следовательно, предполагая, что X 0,56, Y ＝ 1,6
(приблизительное среднее значение Y ), используя уравнение (5-32) ,
P _r ＝ XF _r ＋ XF _a ＝ 0,56 × 4000 ＋ 1,6 × 2400 ＝ 6080 N

②По уравнению (5-4) требуемая базовая динамическая грузоподъемность (

③Из таблицы технических характеристик подшипников, 6309 с диаметром отверстия 45 мм выбран как подшипник серии 63 с

④Динамическая эквивалентная нагрузка и основной номинальный срок службы подтверждены путем расчета значения

, где ƒ ₀ F _a / C _0r ＝ 13,3 × 2400/29500 ＝ 1,082
e ＝ 0,283, Y ＝ 1,54.

Таким образом, F _a / F _r ＝ 0,6 ＞ e .
Используя полученные значения, эквивалентную динамическую нагрузку и номинальный ресурс можно рассчитать следующим образом:

⑤ Базовый номинальный срок службы 6308 с использованием тех же шагов составляет:

[Пример 7] Расчет допустимой осевой нагрузки для цилиндрических роликоподшипников

(Условия)
Однорядный цилиндрический роликоподшипник: NUP 310
Частота вращения n ＝ 1500 мин ^-1
Масляная смазка
Осевая нагрузка действует с перерывами.

① Используя таблицу характеристик подшипников, значение

②Каждый коэффициент, используемый в уравнении (5-45).

Из значений, перечисленных в Таблице 5-11, коэффициент _a , относящийся к периодической нагрузке: ƒ _a ＝ 2
Из значений, перечисленных в Таблице 5-12, коэффициент ƒ _b , связанный с Диаметр ряда 3 составляет: ƒ _b ＝ 1.0
Согласно рис. 5-13, коэффициент ƒ _p для допустимого давления на поверхность ребра, относящийся к
d _м n ＝ 80 × 1500 ＝ 12 × 10 ₄ , составляет: ƒ _p ＝ 0,062

③ Используя уравнение (5-45), допустимая осевая нагрузка

F _ap ＝ 9,8 ƒ _a ƒ _b ・ _p ・ d _m ² ＝ 9.8 × 2 × 1,0 × 0,062 × 80 ² ≒ 7780 Н

[Пример 8] Расчет срока службы подшипников вала цилиндрической шестерни

(Условия)
Конический роликоподшипник
Подшипник A ： 32309 JR
Подшипник B ： 32310 JR
Тип шестерни: прямозубая шестерня (нормально обработанная)
Угол давления шестерни α ₁ ＝ α ₂ ＝ 20 °
Диаметр делительной окружности шестерни
D _p1 ＝ 360 мм
D _p2 ＝ 180 мм
Мощность передачи Вт ＝ 150 кВт
Частота вращения n ＝ 1000 мин ^-1
Условия эксплуатации : сопровождается ударами
Места установки α ₁ ＝ 95 мм ， α ₂ ＝ 265 мм ， b ₁ ＝ 245 мм ， b ₂ ＝ 115 мм ， c ＝ 360 мм

① С помощью уравнений (5-14) и (5-15) вычисляются теоретические нагрузки, прикладываемые к зубчатым колесам (тангенциальная нагрузка,

[передача 1]

[Gear 2]

②Радиальная нагрузка, приложенная к подшипнику, рассчитана,

, где коэффициент нагрузки определяется как ƒ _w = 1,5 из Таблица 5-6 , а коэффициент передачи как ƒ _g = 1,2 из Таблица 5-8 .

[Подшипник A]

Нагрузка, состоящая из

Нагрузка, состоящая из

Комбинируя нагрузки

[Подшипник B]

* Нагрузка, состоящая из K

Нагрузка, состоящая из K

Радиальная нагрузка (

③Следующие характеристики можно найти в таблице технических характеристик подшипников.

[Примечание] 1) Используются те значения, где F _a / F _r ＞ e .
Где F _a / F _r ≦ e , X = 1, Y = 0.

④Если осевая нагрузка не приложена извне, если радиальная нагрузка приложена к коническому роликовому подшипнику, создается осевая составляющая силы.

(уравнение 5-33, таблица 5-9)

В соответствии с результатом становится ясно, что осевая составляющая сила ( F _rB /2 Y _B ), приложенная к подшипнику B, также применяется к подшипнику A как осевая нагрузка, приложенная от вала и периферийных устройств.