Comment les roulements plaines sphériques résolvent-ils le problème d'usure des machines lourdes?

Roulements sphériques gérer efficacement les problèmes d'usure dans les machines lourdes grâce à leurs caractéristiques de conception uniques et leurs avantages matériels, qui se reflètent spécifiquement dans les aspects suivants:

GE ... (E) ES-2RS TRANSMISSION AUTOMATIQUE POUR SPHÉRIQUE SPHÉRAL

1. Compensation d'angle adaptatif pour réduire la concentration de contrainte de bord

Principe de conception:
Les surfaces de contact de l'anneau intérieur et externe des roulements sphériques plaines sont sphériques, permettant à l'arbre de se balancer librement dans une certaine plage d'angle (généralement ± 1 ° ~ ± 15 °). Cette conception permet au roulement de s'adapter automatiquement aux modifications d'angle causées par les erreurs d'installation, la déviation de l'arbre ou les charges dynamiques, évitant la concentration de contrainte de bord causée par des contraintes rigides dans les roulements traditionnels.
Effet réel:
Dans les machines lourdes (comme les excavateurs et les grues), la légère déviation ou vibration de l'arbre sera absorbée par la structure sphérique du roulement, réduisant le risque d'usure locale. Par exemple, lorsque le boom de la grue balance, le roulement peut s'adapter de manière flexible avec le changement d'angle pour éviter une défaillance précoce causée par un contact rigide.

2. Combinaison d'une capacité de charge élevée et de matériaux résistants à l'usure

Sélection des matériaux:
Anneau intérieur / anneau extérieur: L'acier à roulement de chrome de carbone élevé (tel que GCR15) est utilisé, la dureté de surface peut atteindre HRC60-64, et elle a une excellente résistance à la fatigue et une résistance à l'usure.
Doublure / couche coulissante: alliage à base de cuivre en option, matériau composite PTFE ou revêtement auto-lubrifiant (tel que MOS₂), formant un film de transfert sous une charge lourde pour réduire le coefficient de frottement (généralement μ <0,1).
Cas de demande:
Dans les concasseurs miniers, les roulements doivent supporter les charges d'impact et l'érosion de la poussière. Les roulements du plan sphérique avec des revêtements en alliage à base de cuivre réduisent l'usure à travers les propriétés d'auto-lubrification, tout en résistant à l'incorporation de la poussière et en prolongeant la durée de vie.

3. Conception sans auto-lubrification et sans maintenance

Caractéristiques techniques:
Lubrification solide: certains modèles ont des lubrifiants solides intégrés (tels que le graphite, le disulfure de molybdène), qui peuvent maintenir une faible frottement sans lubrification externe.
Structure d'étanchéité: couvercle de poussière intégré ou anneau d'étanchéité pour empêcher les impuretés d'entrer dans la surface de contact tout en conservant le lubrifiant.
Comparaison des avantages:
Les roulements traditionnels nécessitent un huilage et un entretien réguliers, tandis que les roulements de plan sphériques auto-lubrifiants peuvent fonctionner en continu pendant des milliers d'heures dans des environnements sévères (comme une température élevée, une humidité élevée et une poussière), réduisant les temps d'arrêt et les coûts d'entretien.

4. Charge distribuée, pression unitaire réduite

Optimisation de la surface de contact:
La conception de contact sphérique rend la distribution de charge plus uniforme et réduit considérablement la pression par unité de zone. Par exemple, les roulements planes traditionnels sont sujets à la haute pression locale (qui peut dépasser la limite d'élasticité du matériau) lorsqu'ils sont chargés de manière excentrique, tandis que les roulements sphériques dispersent la pression vers une zone plus grande par contact sphérique.
Exemple de calcul:
En supposant que la charge est de 100 kN, la zone de contact du roulement traditionnel est de 0,01 m² et la pression unitaire est de 10MPa; Le roulement sphérique étend la zone à 0,02 m² par contact sphérique, et la pression unitaire est réduite à 5MPa, réduisant considérablement le taux d'usure.

5. Conception de la résistance à l'impact et à la fatigue

Renforcement structurel:
Anneau extérieur à parois épaisses: résistance améliorée de déformation, adaptée aux scénarios d'impact à charge lourde.
Géométrie optimisée des voies de course: optimiser la distribution des contraintes de contact par analyse par éléments finis pour réduire le risque de fissures de fatigue.
Données mesurées:
Dans l'équipement de dépistage des vibrations, le roulement du plan sphérique avec une conception améliorée est utilisé et sa durée de vie de fatigue est plus de 3 fois plus longue que celle des roulements traditionnels, et le taux de défaillance est réduit de 70%.