Canelură adâncă vs. Rulmenți de contact unghiular: alegerea celui potrivit

În lumea utilajelsau industriale moderne, rulmenţii sunt inima funcţionării fără probleme. Printre numeroasele tipuri disponibile, rulmenți cu bile cu caneluri adânci și rulmenți cu bile cu contact unghiular sunt două dintre cele mai comune și utilizate pe scară largă. Deși pot părea similare, ambii sunt rulmenți cu elemente de rulare care folosesc bile ca elemente de rulare, diferențele lor de design, capacitate de încărcare, rigiditate și aplicare sunt fundamentale. Înțelegerea acestor distincții este crucială pentru optimizarea proiectelor mecanice și îmbunătățirea performanței echipamentelor.

Întroducere

1. Design și comparație structurală

1.1 Rulmenți cu bile cu caneluri adânci

După cum sugerează și numele, rulmenții cu bile cu caneluri adânci au căi de rulare cu arc circular adânc atât pe inelele lor interioare, cât și pe cele exterioare. Raza căii de rulare este puțin mai mare decât raza mingii. Acest design permite o zonă mare de contact între bile și căile de rulare, permițându-le să gestioneze eficient sarcinile radiale. Căile de rulare adânci le permit, de asemenea, să suporte o anumită cantitate de sarcină axială bidirecțională.

Structura lor este simplă, constând de obicei dintr-un inel interior, un inel exterior, bile de oțel și o cușcă. Proiectarea de rulmenți cu bile cu caneluri adânci le face extrem de versatile, potrivite pentru o varietate de aplicații cu viteze și sarcini moderate. Cuștile sunt de obicei realizate din oțel presat sau alamă.

1.2 Rulmenți cu bile cu contact unghiular

Proiectarea de rulmenți cu bile cu contact unghiular este mai complex. Căile de rulare ale inelelor interioare și exterioare nu sunt arce circulare simetrice. În schimb, au un design special cunoscut sub numele de unghiul nominal de contact . Acest unghi face ca punctele de contact dintre căile de rulare și bile să formeze o linie care se află la un unghi specific față de planul radial atunci când rulmentul este sub sarcină.

Acest design permite rulmenți cu bile cu contact unghiular pentru a gestiona simultan atât sarcinile axiale radiale, cât și cele axiale cu o singură direcție, cu o capacitate de încărcare axială mult mai mare decât rulmenții cu bile cu caneluri adânci. Pentru a gestiona eficient sarcinile axiale bidirecționale, acestea trebuie utilizate în perechi, cum ar fi o configurație spate în spate (DB), față în față (DF) sau tșiem (DT).

2. Diferențele de performanță și aplicații

2.1 Capacitatea de încărcare și rigiditatea

Contactul dintre calea de rulare și bilele din rulmenți cu bile cu caneluri adânci este a contact linie , și sunt concepute în primul rând pentru a manipula sarcini radiale . În timp ce pot rezista unora sarcina axiala , capacitatea lor este limitată. Designul lor are ca rezultat o rigiditate relativ scăzută, făcându-le potrivite pentru mașinile generale în care rigiditatea ridicată nu este o cerință principală.

Contactul dintre calea de rulare și bilele din rulmenți cu bile cu contact unghiular este a punct contact . Capacitatea lor de încărcare depinde în mare măsură de dimensiunea unghiului de contact. A unghi de contact mai mare conduce la o capacitate de încărcare axială mai mare, dar la o reducere corespunzătoare a capacității de încărcare radială. Unghiurile comune de contact includ 15°, 25°, 30° și 40°. Structura specială a rulmenți cu bile cu contact unghiular deeră o rigiditate extrem de ridicată, în special atunci când se manipulează sarcini axiale. Această rigiditate ridicată este crucială pentru echipamentele care necesită precizie ridicată și stabilitate , cum ar fi axele mașinilor-unelte și mașinile de șlefuit.

2.2 Limitarea vitezei și a creșterii temperaturii

Datorită designului mai relaxat al pistei de rulare rulmenți cu bile cu caneluri adânci , frecarea generată de bile în timpul funcționării este minimă, rezultând o viteză limită mai mare și o creștere mai mică a temperaturii. Acest lucru le face ideale pentru diverse aplicații de viteză moderată până la mare, cum ar fi aparatele de uz casnic și motoarele electrice.

Datorită designului lor specific al unghiului de contact, frecarea de alunecare dintre bile și căile de rulare în rulmenți cu bile cu contact unghiular crește la viteze mari, ceea ce duce la o creștere mai mare a temperaturii. Cu toate acestea, prin optimizarea sistemelor de lubrifiere și răcire și utilizarea cuști de înaltă precizie , performanța lor de mare viteză poate fi îmbunătățită semnificativ. Rulmenți cu bile cu contact unghiular sunt utilizate de obicei în aplicații care necesită viteză mare și precizie ridicată , cum ar fi axele mașinilor-unelte de precizie și cutiile de viteze de mare viteză.

3. Aplicații tipice și orientări de selecție

3.1 Aplicații tipice pentru rulmenți cu bile cu caneluri adânci

Datorită versatilității și costului redus, rulmenți cu bile cu caneluri adânci sunt utilizate pe scară largă în diferite echipamente mecanice de uz general.

• Electrocasnice : Mașini de spălat, aparate de aer condiționat, aspiratoare etc., unde condițiile de funcționare sunt stabile și sarcinile sunt ușoare. Rulmenții cu bile cu caneluri adânci oferă suficient suport și durată de viață.
• Motoare și ventilatoare : Motoarele și ventilatoarele stșiard nu necesită capacitate mare de încărcare sau rigiditate, astfel încât structura simplă și caracteristicile cu zgomot redus ale rulmenților cu bile cu caneluri adânci le fac o alegere ideală.
• Utilaje și unelte agricole : Diverse scule electrice portabile, mașini agricole mici etc., unde rulmenții cu bile cu caneluri adânci pot îndeplini cerințele de bază de sarcină.

3.2 Aplicații tipice pentru rulmenți cu bile cu contact unghiular

Performanța superioară a rulmenți cu bile cu contact unghiular le face alegerea de top pentru aplicații de înaltă precizie, rigiditate ridicată și viteză mare.

• Axuri de precizie pentru mașini-unelte : Axele mașinilor-unelte trebuie să reziste la forțe de tăiere axiale și radiale semnificative în timpul procesării, menținând în același timp o precizie de rotație extrem de ridicată. The rigiditate ridicată și precizie ridicată of rulmenți cu bile cu contact unghiular sunt avantaje cheie aici.
• Transmisii Auto : Angrenajele dintr-o transmisie generează forțe axiale considerabile în timpul angrenajului. Rulmenți cu bile cu contact unghiular poate gestiona eficient aceste sarcini, asigurând o transmisie lină a puterii.
• Pompe și compresoare : În timpul funcționării de mare viteză, forța axială generată de rotoare și pistoane necesită un suport eficient al rulmentului, care rulmenți cu bile cu contact unghiular asigurați rigiditatea necesară.

4. Rezumat și factori de luare a deciziilor

Atunci când alegeți între rulmenți cu bile cu caneluri adânci și rulmenți cu bile cu contact unghiular , ar trebui luați în considerare câțiva factori cheie:

• Tipul de încărcare și magnitudinea : Dacă sarcina este în primul rând radială cu sarcină axială minimă, rulmenți cu bile cu caneluri adânci sunt alegerea mai economică. Dacă există o sarcină axială semnificativă, în special în aplicațiile care necesită rigiditate ridicată pentru a rezista la deformarea axială, rulmenți cu bile cu contact unghiular sunt singura opțiune.
• Cerințe de viteză : Pentru aplicații cu turații mici spre moderate, pot fi luați în considerare ambii rulmenți. Pentru aplicații de mare viteză, de înaltă precizie, rulmenți cu bile cu contact unghiular sunt mai potrivite.
• Înstalare și întreținere : Rulmenți cu bile cu caneluri adânci sunt relativ simplu de instalat și au cerințe mai puțin stricte pentru potrivirea dintre arbore și carcasă. Rulmenți cu bile cu contact unghiular de obicei, necesită instalare pereche și ajustări mai complexe pentru preîncărcare, ceea ce necesită expertiză specializată.
• Cost și durată de viață : Pentru aceeași dimensiune și precizie, rulmenți cu bile cu contact unghiular în general, au un cost de producție și un preț de vânzare mai mare decât rulmenți cu bile cu caneluri adânci . Cu toate acestea, performanța lor superioară în aplicații specifice poate prelungi semnificativ durata de viață a echipamentelor, făcându-le o alegere mai rentabilă pe termen lung.

	Rulmenți cu bile cu caneluri adânci	Rulmenți cu bile cu contact unghiular
Capacitate de încărcare	În primul rând radial, cu unele axiale minore	Manipulează atât radial, cât și axial cu o singură direcție
Rigiditate	Inferior	Înalt
Limitarea vitezei	Superior	Mai mare (cu lubrifiere optimizată)
Aplicații	Mașini generale, motoare, aparate electrocasnice	Mașini-unelte de precizie, auto, echipamente de mare viteză
Dificultate la instalare	Simplu	Complex (necesită împerechere și reglare preîncărcare)
Cost	Inferior	Superior

Rulmenți cu bile cu caneluri adânci and rulmenți cu bile cu contact unghiular fiecare are avantaje și limitări unice. Rulmenți cu bile cu caneluri adânci domina o gamă largă de aplicații generale cu lor versatilitate, simplitate și costuri reduse , în timp ce rulmenți cu bile cu contact unghiular , cu lor rigiditate ridicată, precizie ridicată și capacitate excelentă de încărcare axială , joacă un rol de neînlocuit în mașini de precizie și echipamente de mare viteză . O înțelegere și o selecție corectă a acestor două tipuri de rulmenți sunt pași cruciali în asigurarea funcționării eficiente și fiabile a echipamentelor mecanice.

Scufundați adânc în rulmenți cu bile cu caneluri adânci: structură, performanță și aplicații

Printre gama largă de rulmenți, rulment cu bile cu caneluri adânci este, fără îndoială, cel mai comun și utilizat tip. Numele său provine de la designul său unic al căii de rulare, căile de rulare interioare și exterioare ale inelului sunt arce circulare adânci, cu o rază foarte apropiată de cea a bilelor de oțel. Acest design îi conferă caracteristici distincte de performanță, făcându-l un versatil “all-rounder” atât în mașinile generale, cât și în cele de precizie.

1. Prezentare generală structurală și esență de design

Construcția unui rulment cu bile cu caneluri adânci pare simplă, dar fiecare componentă este proiectată meticulos pentru performanțe optime. Este format din patru părți principale: inel interior, inel exterior, bile de oțel și o cușcă .

1.1 Inele interioare și exterioare

Inelele interioare și exterioare reprezintă fundația pentru suportarea sarcinilor. Lor căile de rulare sunt arce circulare adânci , iar acest design “deep groove” permite punct contact între bilele de oțel și căile de rulare, permițând transferul eficient al sarcinii. Precizia și toleranțele acestor inele sunt critice, impactând direct precizia de rotație și durata de viață a rulmentului. Inelul interior are de obicei o potrivire strânsă cu arborele, în timp ce inelul exterior se potrivește în orificiul carcasei rulmentului.

1.2 Bile de oțel

The bile oțel sunt elementele de rulare ale rulmentului cu bile cu caneluri adânci. Se rostogolesc între căile de rulare interioare și exterioare, transferând sarcina de la un inel la altul. Precizia de fabricație a bilelor este extrem de mare; finisajul suprafeței și consistența dimensională a acestora influențează direct nivelurile de frecare, zgomot și vibrații ale rulmentului. Acestea sunt de obicei fabricate din oțel cu conținut ridicat de carbon pentru rulmenți de crom (cum ar fi GCr15) pentru a asigura duritate ridicată și rezistență la uzură.

1.3 Cușcă

Scopul cuștii este de a în egală măsură spațiu bilele de oțel , împiedicându-le să se ciocnească în timpul rulării și ghidându-le în pozițiile lor corecte. Materialele obișnuite ale cuștilor includ oțel presat, alamă și materiale plastice prelucrate. Alegerea materialului depinde de condițiile de funcționare. De exemplu, cuștile din oțel presat sunt ieftine și utilizate pe scară largă; cuștile din alamă sunt rezistente la coroziune și la uzură, potrivite pentru medii de mare viteză sau temperatură ridicată; iar cuștile din plastic proiectate sunt ușoare și auto-lubrifiante, ajutând la reducerea frecării și a zgomotului.

2. Capacitatea de încărcare și caracteristicile de performanță

Capacitatea de încărcare a rulmenților cu bile cu caneluri adânci este o considerație principală atunci când îi selectați pentru o aplicație.

2.1 Capacitate excelentă de încărcare radială

Cea mai proeminentă caracteristică a rulmenților cu bile cu caneluri adânci este capacitate radială remarcabilă de încărcare . Când rulmentul este supus unei forțe radiale, zona de contact dintre bile și căile de rulare interioare/exterioare poate distribui eficient sarcina, prevenind concentrarea tensiunilor. Acest design le face potrivite pentru aplicații în care forța primară este perpendiculară pe arbore (forța radială).

2.2 Capacitate de încărcare axială bidirecțională limitată

Pe lângă sarcinile radiale, rulmenții cu bile cu caneluri adânci pot gestiona și a o anumită cantitate de sarcină axială bidirecțională . Acest lucru se datorează designului lor profund al căii de rulare cu arc circular, care permite bilelor să formeze un unghi de contact cu căile de rulare atunci când sunt supuse unei împingeri axiale, transferând astfel sarcina. Cu toate acestea, capacitatea lor de încărcare axială este semnificativ mai mică decât cea a special concepute rulmenți cu bile cu contact unghiular . În practică, o sarcină axială excesivă poate duce la defectarea prematură a rulmentului sau poate provoca vibrații anormale.

3. Limite de viteză și caracteristici de frecare

Rulmenții cu bile adânci sunt cunoscuți pentru lor capabilități de mare viteză .

3.1 Avantaj de operare de mare viteză

Datorită coeficient scăzut de frecare între bilele de oțel și căile de rulare, rulmenții cu bile cu caneluri adânci generează relativ puțină căldură în timpul funcționării de mare viteză. Acest lucru nu numai că ajută la prelungirea duratei de viață a grăsimii rulmentului, dar previne în mod eficient deteriorarea cauzată de supraîncălzire. Structura lor simplă și controlul precis al toleranței le permit să mențină o funcționare stabilă în condiții de mare viteză.

3.2 Frecare scăzută și creștere a temperaturii

The frecare minimă între căile de rulare și bilele rulmentului cu bile adânci este direct legată de consumul de energie și eficiența de funcționare a echipamentului. Frecare redusă înseamnă o creștere mai mică a temperaturii, ceea ce reduce nevoia de sisteme de răcire externe și permite rulmentului să funcționeze fiabil într-o gamă mai largă de temperaturi.

4. Aplicații tipice

The versatilitate și rentabilitate rulmenții cu bile cu caneluri adânci le fac componente cruciale în numeroase industrii.

4.1 Motoare electrice și electrocasnice

In motoare electrice , rulmenții cu bile cu caneluri adânci sunt elementul de sprijin preferat. Ele pot gestiona eficient sarcinile radiale generate de rotor în timpul rotației de mare viteză în timp ce funcționează cu zgomot redus și stabilitate ridicată. În mod similar, în electrocasnice la fel ca mașinile de spălat, aparatele de aer condiționat și aspiratoarele, rulmenții cu bile adânci sunt o alegere ideală datorită fiabilității și rentabilității lor.

4.2 Cutii de viteze și pompe

In cutii viteze , rulmenții trebuie să reziste la forțele radiale generate de angrenajele angrenate. Rulmenţii cu bile cu caneluri adânci, cu performanţa lor stabilă şi durabilitatea bună, asigură o transmisie lină. În echipamente de pompare , indiferent dacă sunt centrifugale sau cu deplasare pozitivă, rulmenții cu bile cu caneluri adânci oferă un suport de rotație fiabil, gestionând sarcinile de la rotoare sau pistoane.

4.3 Mașini industriale generale

Din ventilatoare și compresoare pentru diverse scule electrice portabile , rulmenții cu bile cu caneluri adânci sunt omniprezenti. Acestea servesc ca suporturi critice de rotație în aceste dispozitive, iar proiectarea lor simplă și ușurința instalării eficientizează semnificativ procesele mecanice de asamblare și întreținere.

5. Rezumatul avantajelor de bază

Rulmenții cu bile cu caneluri adânci sunt foarte favorizați datorită mai multor avantaje cheie:

• Capacitate de mare viteză : Pot funcționa eficient pe o gamă largă de viteze, având performanțe excepționale în aplicațiile de mare viteză.
• Eficiență a costurilor : Designul lor simplu și procesul de fabricație matur au ca rezultat costuri de producție scăzute, oferind o valoare excelentă.
• Frecare scăzută : Frecarea redusă nu numai că reduce consumul de energie, dar minimizează și generarea de căldură, prelungind durata de viață atât a rulmentului, cât și a lubrifiantului acestuia.
• Design simplu și instalare ușoară : Rulmentul cu bile adânci cu un singur rând are o structură simplă, cu cerințe de potrivire mai puțin solicitante pentru arbore și carcasă, ceea ce face instalarea și îndepărtarea rapidă și ușoară.

	Avantajele miezului rulmentului cu bile cu caneluri adânci
Caracteristici	Capacitate de mare viteză , rentabilitate , frecare redusă , design simplu
Beneficii	Potrivit pentru diverse condiții, cost redus de fabricație, consum redus de energie, ușor de instalat
Aplicații	Motoare electrice, electrocasnice, cutii de viteze, pompe, utilaje generale

Cu lor versatilitate, fiabilitate și rentabilitate , rulmenții cu bile adânci joacă un rol fundamental în industria modernă. Ele nu sunt doar o componentă, ci un element crucial care asigură că nenumărate dispozitive mecanice funcționează fără probleme și eficient.

Rulmenți cu bile cu contact unghiular: o privire de ansamblu cuprinzătoare

Rulmenții cu bile cu contact unghiular sunt un tip specializat de rulment cu elemente de rulare conceput pentru a face față condițiilor complexe de încărcare. Spre deosebire de rulmenții cu bile adânci, care sunt optimizați în primul rând pentru sarcini radiale, rulmenții cu contact unghiular sunt proiectați pentru a gestiona atât sarcinile radiale, cât și cele axiale simultan . Această capacitate unică le face o componentă de bază într-o gamă largă de aplicații solicitante în care sunt prezente ambele tipuri de forțe.

Construcție și caracteristici cheie

Caracteristica definitorie a unui rulment cu bile de contact unghiular constă în geometria sa internă. Căile de rulare atât ale inelelor interioare, cât și ale celor exterioare sunt decalate una față de cealaltă. Acest offset creează o unghi contact între bile și căile de rulare atunci când rulmentul este sub sarcină. Această caracteristică specifică de proiectare este cea care permite rulmentului să transmită și să susțină eficient o combinație de forțe radiale și axiale.

Un rulment tipic cu bile cu contact unghiular cu un singur rând constă din următoarele componente cheie:

• Inel interior: Dispune de o singură cale de rulare cu o anumită înălțime a umărului.
• Inel exterior: Dispune de o singură cale de rulare cu o înălțime specifică a umărului, care este diferită de cea a inelului interior.
• Bile: Elementele de rulare, care sunt de obicei realizate din oțel sau ceramică de calitate superioară.
• Cușcă: Un dispozitiv de reținere care menține bilele distanțate uniform.

Datorită designului offset unic, un rulment cu bile cu contact unghiular cu un singur rând poate gestiona o sarcină axială doar într-o singură direcție. Pentru a suporta sarcini axiale bidirecționale, inginerii folosesc adesea doi rulmenți montați într-un aranjament “duplex”, cum ar fi back-to-back (DB), face-to-face (DF) sau tandem (DT).

Capacitatea de a gestiona sarcini combinate este cel mai semnificativ avantaj al rulmenților cu contact unghiular. Când se aplică o sarcină radială, unghiul de contact forțează o porțiune a acelei sarcini să fie transformată într-o componentă axială. Acesta este motivul pentru care un singur lagăr de contact unghiular nu poate face față sarcinilor radiale pure fără a fi preîncărcat axial pe o altă componentă sau lagăr. Combinația dintre capacitatea de încărcare radială și axială le face ideale pentru aplicații în care forțele sunt complexe și multidirecționale, cum ar fi cutiile de viteze, pompele și axele.

Capacitate de încărcare și limite de viteză

Performanța unui rulment cu bile de contact unghiular depinde în mare măsură de acesta unghi contact . Acesta este unghiul dintre linia care leagă punctele de contact ale mingii și căile de rulare și o linie perpendiculară pe axa rulmentului. Mărimea acestui unghi influențează direct capacitatea de încărcare și limitele de viteză ale rulmentului.

• Unghi mic de contact (de exemplu, 15°): Rulmenții cu un unghi de contact mai mic sunt mai potriviți pentru aplicații de mare viteză . Unghiul mai mic generează mai puțină frecare și căldură, permițând viteze de rotație mai mari. Cu toate acestea, au o capacitate de încărcare axială mai mică și sunt utilizate în principal pentru aplicații în care sarcina radială este dominantă.

• Unghi mare de contact (de exemplu, 40°): Rulmenții cu un unghi de contact mai mare sunt proiectați pentru a manipula sarcini axiale mai mari . Unghiul mai mare oferă o suprafață mai mare pentru distribuirea forței axiale. Acest lucru le face ideale pentru aplicații în care forțele axiale sunt semnificative, cum ar fi pompele sau axele mașinilor-unelte. Cu toate acestea, unghiul de contact mai mare generează, de asemenea, mai multă căldură și nu este potrivit pentru operațiuni de viteză extrem de mare.

• Unghi de contact mediu (de exemplu, 25° sau 30°): Acești rulmenți oferă o performanță echilibrată, oferind un compromis bun între capacitatea de încărcare radială și axială și viteză. Sunt o alegere comună pentru aplicațiile de uz general.

Rulmenții cu bile cu contact unghiular sunt potriviți pentru aplicații de mare viteză datorită designului lor și materialelor din care pot fi fabricați. Geometria specifică a căilor de rulare și a bilelor minimizează frecarea, ceea ce, la rândul său, reduce cantitatea de căldură generată în timpul funcționării. Rulmenții de contact unghiular de mare viteză folosesc adesea materiale speciale, cum ar fi bile ceramice (nitrură de siliciu, Si3N4) și a rășină fenolică or cușcă polimerică pentru a reduce masa și frecarea, permițând o funcționare și mai rapidă.

Preîncărcare pentru rigiditate crescută

Unul dintre cele mai semnificative avantaje ale rulmenților cu bile cu contact unghiular este capacitatea lor de a fi preîncărcat . Preîncărcarea implică aplicarea unei sarcini axiale inițiale la rulment sau a unui set de rulmenți în timpul asamblării. Această sarcină preexistentă are un efect transformator asupra performanței rulmentului, în primul rând prin creșterea acestuia rigiditate and rigiditate .

În multe aplicații de precizie, cum ar fi axele mașinilor-unelte, orice mișcare ușoară sau deformare sub sarcină poate duce la o pierdere a preciziei. Un rulment fără preîncărcare are o cantitate mică de spațiu intern, cunoscut și sub numele de “end play.” Când se aplică o sarcină externă, rulmentul trebuie mai întâi să preia acest spațiu înainte de a putea începe să suporte sarcina. Această mișcare inițială, chiar dacă este minusculă, poate provoca o pierdere de precizie și poate duce la zgomot sau la o finisare slabă a suprafeței într-o operație de prelucrare.

Preîncărcarea elimină efectiv acest spațiu intern. Bilele și căile de rulare sunt în mod constant sub o forță de compresiune, ceea ce asigură că rulmentul este întotdeauna în contact și gata să suporte o sarcină. Forța de preîncărcare este mai mare decât orice sarcină externă așteptată, astfel încât nu există o mișcare relativă între bile și căile de rulare.

Preîncărcarea se realizează cel mai adesea prin utilizarea unei perechi de rulmenți cu bile cu contact unghiular potriviți într-un aranjament duplex. Cele mai comune configurații sunt

Configurare	Descriere	Capacitate de încărcare	Avantaje
Back-to-Back (DB)	Capătul mare al unghiului de contact este orientat spre exterior. Această configurație oferă o deschidere eficientă mare pentru aranjamentul rulmenților, ceea ce îmbunătățește rigiditate și rezistență la încărcări de moment. Este cel mai comun și versatil aranjament pentru axele mașinilor.	Capacitate mare de încărcare la moment și capacitatea de încărcare axială bidirecțională.	Extrem de rigid , excelent pentru aplicații cu sarcini radiale și de moment de răsturnare ridicate.
Față în față (DF)	Capătul mare al unghiului de contact este orientat spre interior. Intervalul efectiv este mai scurt decât în configurația DB, ceea ce îl face mai puțin rezistent la sarcinile de moment.	Capacitate de încărcare a momentului mai mică comparativ cu DB, dar încă capabil de sarcini axiale bidirecționale.	Mai tolerant la dezalinierea arborelui sau a carcasei.
Tandem (DT)	Ambii rulmenţi sunt orientaţi în aceeaşi direcţie, iar unghiurile de contact sunt paralele. Sarcina este împărțită uniform între cei doi rulmenți.	Cea mai mare capacitate de încărcare axială într-o singură direcţie.	Oferă o capacitate de încărcare axială dublă a unui singur rulment.

Aplicații

Combinația unică de capacitate de încărcare combinată ridicată, capacitate de mare viteză și capacitatea de a fi preîncărcați face ca rulmenții cu bile cu contact unghiular să fie indispensabili în multe industrii.

• Axuri pentru mașini-unelte: Capacitatea lor de a gestiona viteze mari și sarcinile radiale și axiale semnificative generate în timpul operațiunilor de tăiere, combinate cu rigiditatea extremă oferită de preîncărcare, le face alegerea ideală.
• Pompe si compresoare: Ele pot gestiona eficient sarcinile radiale simultane de la curele sau scripete și sarcinile axiale de împingere de la fluidul sau gazul care este deplasat.
• Hub-uri auto: Rulmenții moderni pentru roți auto sunt adesea o unitate de rulment unghiular de contact etanșată, preîncărcată, care oferă o soluție compactă și durabilă pentru susținerea sarcinii roții și asigurarea unei rotații line.
• Cutii de viteze și transmisii: Ele sunt folosite pentru a susține arbori sub o varietate de sarcini radiale și axiale.
• Motoare electrice: Folosit în motoare de înaltă performanță în care atât viteza mare, cât și sarcinile axiale de la angrenajele elicoidale sau alte componente sunt un factor.

Canelură adâncă vs. rulmenți de contact unghiular: o comparație detaliată

Rulmenții cu bile cu caneluri adânci și rulmenții cu bile cu contact unghiular sunt două dintre cele mai comune tipuri de rulmenți cu elemente de rulare. În timp ce ambele folosesc bile ca elemente de rulare, diferențele lor fundamentale în design, performanță și aplicare le fac potrivite pentru sarcini complet diferite.

Capacitate de încărcare

Cea mai semnificativă diferență dintre aceste două tipuri de rulmenți constă în capacitatea lor de a gestiona diferite tipuri de sarcini.

Rulmenții cu bile cu caneluri adânci sunt proiectați cu o singură cale de rulare neîntreruptă atât pe inelele interioare, cât și pe cele exterioare. Acest design simetric le face extrem de eficiente în susținere sarcini radiale pure , care sunt forțe aplicate perpendicular pe axa de rotație a rulmentului. Deși pot face față unui anumit nivel de sarcină axială (o forță paralelă cu axa de rotație), capacitatea lor pentru aceasta este relativ limitată.

În schimb, rulmenții cu bile cu contact unghiular sunt proiectați special pentru încărcături combinate , adică se pot descurca atât sarcinile radiale, cât și cele axiale simultan . Caracteristica lor definitorie este unghiul de contact, creat de căile de rulare decalate, care oferă o cale de încărcare robustă pentru ambele forțe. Un unghi de contact mai mare permite rulmentului să suporte o sarcină axială mai mare, în timp ce un unghi de contact mai mic este mai potrivit pentru funcționarea la viteză mare, cu o sarcină axială mai mică. Este important de reținut că un singur lagăr de contact unghiular poate gestiona o sarcină axială doar într-o singură direcție. Pentru a gestiona sarcinile bidirecționale, inginerii trebuie să utilizeze doi rulmenți într-un aranjament duplex.

Aplicații

Capacităţile de încărcare distincte ale acestor rulmenţi influenţează direct aplicaţiile lor tipice.

Datorită simplității lor, capacității mari de încărcare radială și costului relativ scăzut, rulmenții cu bile adânci sunt calul de bătaie al lumii rulmenților. Ele sunt utilizate în nenumărate aplicații în care forța primară este radială și vitezele de rotație sunt moderate până la mari, cum ar fi în motoare electrice , electrocasnice , și role transportoare .

Rulmenții cu bile cu contact unghiular sunt rezervați aplicațiilor care necesită o precizie mai mare, o rigiditate mai mare și capacitatea de a face față sarcinilor combinate semnificative. Sunt componente critice în axele mașinilor-unelte , unde sunt necesare rigiditate și precizie imense pentru precizia tăierii. Sunt folosite și în pompe și compresoare și în hub-uri auto , unde arborii rotativi experimentează atât sarcini de împingere radiale, cât și axiale semnificative.

Complexitatea proiectării și instalării

Simplitatea rulmenților cu caneluri adânci îi face simplu de proiectat și instalat, în timp ce rulmenții cu contact unghiular necesită o planificare atentă și o asamblare precisă.

Designul neseparabil al rulmenților cu caneluri adânci simplifică instalarea. Ele sunt pur și simplu presate pe un arbore și într-o carcasă. Deoarece nu necesită preîncărcare, instalarea este relativ rapidă și nu necesită instrumente specializate sau calcule complexe.

Proiectarea și instalarea rulmenților cu contact unghiular sunt mult mai complexe. Rulmenții cu un singur rând sunt separabili și necesită adesea montarea într-un aranjament duplex pentru a gestiona sarcinile bidirecționale și, în mod esențial, pentru a permite preîncărcare . Instalarea unui set de rulmenți duplex necesită o atenție meticuloasă la detalii. Rulmenţii trebuie montaţi cu orientarea corectă (back-to-back, face-to-face, sau tandem) şi trebuie aplicată o preîncărcare axială specifică. O preîncărcare incorectă poate duce la generarea excesivă de căldură, defecțiune prematură sau pierderea rigidității și preciziei.

Cost și rigiditate

Diferențele de proiectare, precizie de fabricație și complexitate de instalare duc, de asemenea, la diferențe semnificative de cost și rigiditate.

Rulmenții cu bile cu caneluri adânci sunt produși în serie cu un grad ridicat de standardizare. Designul lor simplu și volumele mari de producție le fac a opțiune low-cost pentru aplicații de uz general.

Rulmenţii cu bile cu contact unghiular sunt componente de precizie. Ele sunt adesea fabricate la clase de toleranță mai mari (de exemplu, ABEC-7, ABEC-9) și necesită procese de măcinare specializate. Când este vândut ca un set duplex potrivit pentru preîncărcare, costul este și mai mare. În consecință, rulmenții cu contact unghiular sunt semnificativ mai scumpi decât rulmenții cu caneluri adânci.

Aceasta este poate cea mai critică diferență de performanță. Rigiditate se referă la rezistența unui rulment la deformare sub o sarcină aplicată. Rulmenții cu caneluri adânci au o rigiditate inerentă mai mică și nu pot fi preîncărcați pentru a o crește fără a deteriora rulmentul. În schimb, designul rulmenților de contact unghiular permite preîncărcare , care este cheia rigidității lor superioare. Preîncărcarea aplică o sarcină axială inițială care elimină jocul intern (jocul final). Rulmentii sunt deja sub o forta de compresiune, rezultand un ansamblu cu rigiditate extrem de ridicată și runout minim, care este critic pentru aplicații de precizie.

Tabel rezumat

Caracteristică	Rulmenți adânci	Rulmenți cu contact unghiular
Capacitate de încărcare radială	Înalt	Înalt
Capacitate de încărcare axială	Limitat, scăzut	Ridicat, poate face față sarcinilor bidirecționale (când este asociat)
Aplicații tipice	Motoare, aparate, utilaje generale	Axuri pentru mașini-unelte, pompe, butuci auto, echipamente de înaltă precizie
Complexitatea instalării	Simplu , gata de utilizare, nu este necesară preîncărcare	Complex , necesită montare și preîncărcare precise
Cost	Scăzut , producție de masă standardizată	Înalt , producție de precizie, adesea vândută ca seturi potrivite
Rigiditate	Inferior , nu poate fi preîncărcat	Extrem de mare , poate fi preîncărcat pentru a elimina clearance-ul
Avantajul primar	Versatilitate, cost redus, ușor de instalat	Rigiditate ridicată, precizie ridicată, manipulează sarcini combinate