Cookies na webu SKF

Cookies používáme ke zkvalitnění našich webových stránek a webových aplikací. Pokračováním beze změny nastavení prohlížeče vyjadřujete souhlas s příjmem cookies. Nastavení cookies ve svém prohlížeči však můžete kdykoli změnit.

Vibrační síto

Tento příklad ukazuje proces volby ložiska v situaci, kdy výrobce vibračních sít vybírá ložiska pro nový stroj.

Jednotlivé kroky příkladu jsou popsány v rozbalovacích odstavcích níže. Pořadí kroků v příkladu odpovídá procesu volby ložiska. Úplný popis každého kroku je uveden v procesu volby ložiska.

Výkonnost a provozní podmínky
Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Nový stroj je vibrační síto s volným kruhovým pohybem. Vibrační jednotka se skládá z hřídele se dvěma ložisky a protizávaží. Hlavní radiální zatížení se tedy otáčí s hřídelem a vnější kroužek je stacionární. Výkres aplikace je uveden na obr. 1.

Příslušné výkonnostní požadavky, provozní podmínky a vstupní parametry pro volbu ložiska jsou následující:
  • hmotnost skříně síta bez náplně: G = 6 100 kg
  • průměr hřídele: 140 mm
  • rychlost otáčení: n = 756 ot./min
  • úhlová rychlost (n x 2π/60): ω = 79,2 rad/s
  • poloměr vibrace: r = 8,1 mm
  • vzdálenost mezi těžišti protizávaží a osou hřídele: R = 80 mm
  • vzdálenost mezi ložisky: 3 m
  • způsob mazání: plastické mazivo
  • provozní teplota ložisek: T = 75 °C (165 °F)
  • prostředí: síto může být umístěno venku, v náročném, prašném a vlhkém prostředí
  • požadovaná trvanlivost podle SKF: 20 000 hodin
Typ a uspořádání ložisek
Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Je použito uspořádání s axiálně vodicím a axiálně volným ložiskem. Ložisko na straně pohonu je axiálně vodicím ložiskem. To omezuje axiální posuvnost hnací řemenice, což šetří energii a prodlužuje životnost řemene. Protilehlé ložisko je axiálně volné, aby mohlo vyrovnávat axiální posunutí způsobené tepelnou roztažností hřídele.

Vzdálenost mezi ložisky je 3 metry a konstrukce síta je tvořena svařenými a sešroubovanými ocelovými díly. Průhyb hřídele a nesouosost podpěr při zatížení vyžaduje, aby ložiska byla schopna vyrovnávat nesouosost.

Typickým řešením jsou soudečková ložiska, která byla zvolena i pro toto nové vibrační síto (obr. 2). Mohou přenášet vysoká zatížení a vyrovnávat nesouosost mezi vnitřním a vnějším kroužkem, aniž by docházelo ke zkrácení jejich provozní trvanlivosti.
Velikost ložiska
Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Přenos požadovaného hnacího momentu a nutnost omezení průhybu vyžaduje použití hřídele o průměru 140 mm.

SKF dodává pro vibrační stroje ložiska řady 223. S ohledem na požadovaný průměr hřídele bylo zvoleno ložisko 22328 CCJA/W33VA405. Jeho velikost zkontrolujeme s použitím výpočtu trvanlivosti podle SKF.

Technické údaje ložiska 22328 CCJA/W33VA405 → údaje o výrobku.

U vibračních sít lze ekvivalentní dynamické zatížení ložiska P odhadnout pomocí vztahu:



= 186 kN

Poměr zatížení C/P = 1357 / 186 = 7,3.

Trvanlivost podle SKF


 

1Podmínky mazání – viskózní poměr κ

κ = ν/ν1

Viskozita, která ještě zajišťuje správné mazání ν1 = 10 mm2/s (diagram 1).

Cílem je dosažení viskózního poměru κ o hodnotě přibližně 4, který zajišťuje mazání úplným mazacím filmem. Hodnota v by proto měla být přibližně 40 mm2/s.

Po výběru maziva je třeba viskózní poměr ověřit.

2. Součinitel znečištění ηc

Pokud platí:
  • podmínky znečištění jsou typické (tj. nezakrytá ložiska, žádné filtrování, výskyt částic vznikajících opotřebením, průnik nečistot z okolí a náročné prostředí)
  • dm = 220 mm
potom podle tabulky 1 ηc = 0,2

3Součinitel trvanlivosti podle SKF aSKF

Pokud platí:
  • κ = 4
  • ηcc Pu/P = 0,2 x 132/186 = 0,14
  • 22328 CCJA/W33VA405 je ložisko SKF Explorer
potom podle diagramu 2 pro radiální ložiska s čárovým stykem aSKF = 1,3


= 1,3 x (106 / (60 x 756))(7,3)10/3 = 21 500 h > 20 000 h

Závěr

Ložisko SKF 22328 CCJA/W33VA405 má vhodnou velikost s ohledem na požadovanou trvanlivost.

Mazání
Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Volba mezi plastickým mazivem a olejem

Tabulka 2 v části Volba mezi plastickým mazivem a olejem obsahuje mezní hodnoty součinitele ndm , do kterých je mazání plastickým mazivem obvykle vhodným řešením s ohledem na domazávací intervaly za normálních teplot.

Vstupní hodnoty:
  • soudečkové ložisko řady 223
  • C/P = 7,3
  • ndm = 756 x (140 + 300)/2 = 166 320
Podle tabulky 2 je doporučená mezní hodnota součinitele ndm pro C/P ≈ 8 rovna 150 000, což je o něco méně, než skutečná hodnota součinitele ndm . Provozní podmínky jsou na hranici vhodnosti mazání plastickým mazivem a je třeba počítat s krátkými domazávacími intervaly. To však u vibračních sít nepředstavuje problém, a proto můžete zvolit mazání plastickým mazivem.

Volba plastického maziva

Vhodné plastické mazivo SKF můžete najít pomocí tabulky pro volbu ložiskového plastického maziva SKF [PDF]. Kritéria volby plastického maziva jsou následující:
  • teplota: 75 °C (165 °F) → M
  • otáčky: ndm ≈ 166 000 → M až H
  • zatížení: C/P ≈ 8 → M
  • silné vibrace
  • vlhké venkovní prostředí: dobré protikorozní vlastnosti
SKF LGEP2 je vhodnou volbou za předpokladu, že viskózní poměr κ má prokazatelně hodnotu 4.

Plastické mazivo LGEP2 má následující vlastnosti:
  • ν = 200 mm2/s při 40 °C (105 °C)
  • ν = 16 mm2/s při 100 °C (210 °C)
  • provozní teplota při 75 °C (165 °C) je přibližně 40 mm2/s podle diagramu 3.
  • κ = ν/ν1 = 40/10 = 4, což splňuje požadavky

Domazávací interval a množství

Ze zkušeností vyplývá, že ložiska vibračního síta je vhodné domazávat každých 75 h s použitím 30 g plastického maziva. Krátké intervaly jsou nutné s ohledem na vytlačování nečistot a snížené množství omezuje třecí teplo vznikající v důsledku velkého objemu plastického maziva.

Při použití standardního domazávacího intervalu z diagramu 4 a vstupních hodnot vychází:
  • ndm bf = 166 320 x 2 ≈ 330 000
  • C/P ≈ 8
Domazávací interval je 1700 h. Tuto hodnotu je třeba snížit s ohledem na znečištění a vibrace. (→ tabulka 3), což přibližně potvrzuje hodnoty, které se v praxi pro ložiska vibračních sít používají.

Množství maziva pro domazávání činí:
Gp = 0,002 D B = 0,002 x 300 x 102 = 61 g

Standardní domazávání ložisek každých 75 h s použitím 30 g maziva tedy zajistí náležité podmínky mazání.

Počáteční náplň plastického maziva

Volný prostor v ložisku, který by měl být vyplněn plastickým mazivem, má přibližný objem:



V = 3,14/4 x 102 x (3002 - 1402) x 10-3 - 36,5/0,0078 = 957 cm3

Pro 50% naplnění tedy potřebujete přibližně 430 g plastického maziva.
Provozní teplota a otáčky
Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Na základě rozsáhlých zkušeností z podobných aplikací lze předpokládat provozní teplotu ložiska 70–80 °C (160–175 °F).

Náplň síta má teplotu okolí a neexistují žádné jiné vnější zdroje tepla. Rychlost otáčení je nižší než 50 % mezních otáček. I když je poměr zatížení C/P < 10, není nutná podrobná tepelná analýza.

Skutečnou provozní teplotu je třeba zkontrolovat na skutečném stroji.

Třecí ztráty v ložisku vypočtené pomocí kalkulačky ložisek (SKF Bearing Calculator) činí 1900 W na jedno ložisko.
Kontaktní plochy ložiska
Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Radiální zatížení se otáčí ve fázi s rotujícím vnitřním kroužkem, zatímco vnější kroužek zůstává v klidu. Vnitřní kroužek je tedy vystaven bodovému zatížení a vnější kroužek obvodovému zatížení. Vnější kroužek musí být v tělese uložen s přesahem. Vnitřní kroužek může být na hřídeli uložen s vůlí.

Doporučené standardní uložení je následující:

Rozměrová
tolerance
Tolerance celkového
radiálního házení
Tolerance celkového
axiálního házení
Ra
Hřídelg6ⒺIT5/2IT51,6 µm
TělesoP7ⒺIT6/2IT63,2 µm

Existují důvody pro volbu jiných rozměrových tolerancí než u standardního uložení:
  • Zvolte třídu f6Ⓔ pro zajištění snadné axiální posuvnosti vnitřního kroužku. Chcete-li snížit riziko stykové koroze, zvažte použití kalené úložné plochy na hřídeli.
  • Zvolte třídu P6Ⓔ (menší tolerance) pro zajištění lepší opory vnějšího kroužku a prodloužení provozní trvanlivosti ložiska.


Další doporučení

Doporučujeme zvážit následující opatření:
  • Osa ložiska by měla být vyrovnána s osou rámu vibračního síta (obr. 3).
  • Tloušťka stěny ložiskového tělesa by měla být větší než 40 % šířky ložiska.
  • Provedení tělesa musí zajišťovat maximální možnou symetrii, aby tloušťka na obou stranách rámu vibračního síta byla stejná a nedocházelo k deformaci tělesa (obr. 4).
  • Do tělesa vyřežte závity pro usnadnění demontáže tělesa z konstrukce síta a ložiska z tělesa pomocí šroubů (obr. 5 a obr. 6).
Provedení ložiska
Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Ložisko vybrané pro tuto aplikaci je soudečkové ložisko pro vibrační stroje a zařízení. (→ Provedení a varianty)

Tato ložiska nesou přídavná označení VA405 a VA406. Mají vnitřní vůli C4, která je nutná s ohledem na uložení vnějšího kroužku s přesahem v kombinaci s rozdílem teplot mezi vnitřním a vnějším kroužkem, a to zejména při uvádění do chodu. Kalené okénkové klece snižují tření a opotřebení v ložisku při provozu s obvodovým zatížením vnějšího kroužku a výskytu velkých zrychlení. Výsledkem je nižší provozní teplota a delší životnost maziva.

Provedení VA406 je určeno pro axiálně volnou polohu. Jeho díra je opatřena povlakem z PTFE. To pomáhá bránit stykové korozi, ke které může docházet v důsledku uložení s vůlí a vibrací.
Těsnění, montáž a demontáž
Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

  • Konstrukce vibračních sít obvykle využívají k ochraně valivých ložisek labyrintová těsnění. U těchto typů těsnění je důležité udržovat dostatečné množství plastického maziva ve štěrbinách labyrintu, aby vlhkost a nečistoty nemohly pronikat do ložisek. Množství maziva a domazávací intervaly je třeba upravit na základě pozorování obsluhy.
  • Po montáži tělesa do rámu síta zkontrolujte celkové radiální házení jeho úložné plochy. Může se vyskytnout nepřípustná deformace, která vyžaduje nápravné opatření.
Souhrnné závěry
  • Ložisko 22328CCJA/W33VA405 splňuje požadavek provozní trvanlivosti.
  • Plastické mazivo SKF LGEP2 je vhodné pro dané provozní podmínky.
  • Hlediska údržby a bezdemontážní diagnostiky nebyla do tohoto příkladu zahrnuta. Další informace o nabídkách SKF pro vibrační síta jsou uvedeny v části Vibrační síta kapitoly Průmyslová řešení.
SKF logo