เป็นส่วนประกอบที่สนับสนุนหลักในการหมุนเครื่องจักร ซีรีส์นิ้วลูกปืนลูกปืนลึก มีบทบาทที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในสาขาสำคัญเช่นการบินและอวกาศเครื่องมือที่มีความแม่นยำและอุปกรณ์พิเศษ เมื่อเปรียบเทียบกับตลับลูกปืนเมตริกแบริ่งนิ้วตรงตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของสถานการณ์อุตสาหกรรมที่เฉพาะเจาะจงด้วยระบบขนาดที่เป็นเอกลักษณ์และลักษณะประสิทธิภาพ

1. บทบาทและลักษณะของตลับลูกปืนลูกปืนร่องลึกนิ้ว

ซีรีส์ Inch Deep Groove Ball Bearings เป็นแบริ่งกลิ้งออกแบบและผลิตตามมาตรฐานขนาดนิ้ว พวกเขาเติมเต็มตลับลูกปืนเมตริกทั่วไปและดำรงตำแหน่งสำคัญในสาขาอุตสาหกรรมเฉพาะและอุปกรณ์ดั้งเดิม แบริ่งประเภทนี้ยังคงรักษาลักษณะพื้นฐานของตลับลูกปืนลูกร่องลึกในขณะที่ปรับให้เข้ากับข้อกำหนดของระบบนิ้วในแง่ของชุดขนาดความทนทานต่อความทนทานและรายละเอียดโครงสร้างซึ่งให้บริการโซลูชั่นมาตรฐานที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้สำหรับตลาดอเมริกาเหนือการบินและอวกาศและการบำรุงรักษาอุปกรณ์แบบดั้งเดิม

ระบบมาตรฐานขนาดถือเป็นคุณสมบัติภายนอกที่สำคัญที่สุดของตลับลูกปืนนิ้ว ซึ่งแตกต่างจากตลับลูกปืนเมตริกซึ่งใช้มิลลิเมตรเป็นหน่วยพื้นฐานแบริ่งของจักรพรรดิใช้เศษส่วนหรือทศนิยมเป็นข้อกำหนด เส้นผ่าศูนย์กลางภายในทั่วไปมีตั้งแต่ 1/8 นิ้ว (0.125 นิ้ว) ถึง 6 นิ้วโดยมีลำดับมาตรฐานเพิ่มขึ้น 1/16 นิ้ว ตัวอย่างเช่นรุ่นแบริ่ง R6 สอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางด้านใน 0.375 นิ้ว (3/8 ") เส้นผ่านศูนย์กลางด้านนอก 0.875 นิ้วและความกว้าง 0.281 นิ้วระบบขนาดนี้จะก่อตัวขึ้นตามธรรมชาติ

คุณสมบัติการออกแบบโครงสร้างสะท้อนให้เห็นถึงความสามารถในการปรับตัวของตลับลูกปืนของจักรวรรดิกับสถานการณ์แอปพลิเคชันเฉพาะ ลูกปืนร่องลึกของจักรวรรดิโดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสี่ส่วน: วงแหวนด้านนอกวงแหวนด้านในลูกเหล็กและกรง แต่มีความแตกต่างในรายละเอียดเมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์เมตริกที่คล้ายกัน: วงแหวนด้านนอกมักจะไม่มีร่องยึดหรือร่องการติดตั้งแบบปิดผนึกเพื่อรักษาความแข็งแรงของโครงสร้างที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ความสูงซี่โครงของวงแหวนภายในเพิ่มขึ้น 5-8% เพื่อให้คำแนะนำตามแนวแกนที่ดีขึ้น จำนวนลูกบอลเหล็กน้อยกว่าแบริ่งตัวชี้วัดขนาดเท่ากัน 1-2 แต่เส้นผ่านศูนย์กลางเพิ่มขึ้น 3-5% เพื่อชดเชยความแตกต่างของความสามารถในการโหลด คุณสมบัติการออกแบบเหล่านี้ช่วยให้ตลับลูกปืนของจักรวรรดิทำงานได้ดีภายใต้สภาวะความเร็วสูง รุ่นพิเศษบางรุ่นยังใช้การออกแบบลูกบอลสองแถว (เช่น LL Series) เพื่อให้ได้ความสามารถในการโหลดที่สูงขึ้นในพื้นที่ จำกัด และตอบสนองความต้องการขนาดกะทัดรัดของเครื่องจักรวิศวกรรม

กระบวนการบำบัดวัสดุและความร้อนเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของตลับลูกปืนของจักรวรรดิ ขีด จำกัด พลังงาน ตลับลูกปืนอิมพีเรียลเกรดการบินและอวกาศใช้เทคโนโลยีการหลอมสุญญากาศ degassing การรวมออกไซด์จะถูกควบคุมที่ DS ≤ 0.5 และปริมาณทั้งหมดของการรวมที่ไม่ใช่โลหะคือ≤ 0.05%ซึ่งสูงกว่ามาตรฐานความบริสุทธิ์ของตลับลูกปืน ในแง่ของการบำบัดความร้อนโดยทั่วไปตลับลูกปืนของจักรพรรดิใช้กระบวนการดับสองครั้ง: การดับครั้งแรกได้รับเมทริกซ์มาร์เทนซิติกที่ละเอียด (ความแข็ง 62-64hrc) และการดับครั้งที่สองจะปรับปริมาณออสเทนไนต์ที่เหลือ (ควบคุมที่ 5-8%) สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนซีรีส์ของจักรวรรดิได้พัฒนาเพลาสแตนเลสสตีล 440C ปริมาณโครเมียมของแบริ่งคือ 16-18% ผ่านการรักษาอายุพิเศษความแข็งจะรักษาไว้ที่ 58-60hrc ซึ่งเป็นทั้งการทนต่อการกัดกร่อนและทนต่อการสึกหรอ

ลักษณะของแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมแสดงตำแหน่งตลาดของตลับลูกปืนของจักรวรรดิ ในระบบอุตสาหกรรมในอเมริกาเหนือแบริ่งของจักรพรรดิยังคงเป็นตัวเลือกที่โดดเด่นสำหรับอุปกรณ์ดั้งเดิม ตัวอย่างเช่นระบบการส่งผ่านของเครื่องจักรกลการเกษตรและยานพาหนะวิศวกรรมโดยทั่วไปใช้ซีรี่ส์ของจักรวรรดิ ในสนามบินและอวกาศการออกแบบที่สืบทอดมาจากโบอิ้งและแอร์บัสยังคงใช้มาตรฐานแบริ่งของจักรพรรดิ ตัวอย่างเช่นเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของตลับลูกปืนลูกกลิ้งขนาดใหญ่ที่ใช้ในการเชื่อมโยงไปถึงเครื่องบินมักจะเพิ่มขึ้น 1/8 นิ้ว

2. หลักการทำงานและคุณสมบัติเชิงกล

พฤติกรรมเชิงกลและหลักการทำงานของซีรีส์ลูกปืน Deep Groove Ball Bearings นั้นขึ้นอยู่กับทฤษฎีพื้นฐานของแบริ่งกลิ้ง แต่ระบบขนาดพิเศษและการออกแบบโครงสร้างของพวกเขาทำให้พวกเขามีลักษณะการทำงานที่เป็นเอกลักษณ์ การทำความเข้าใจคุณสมบัติเชิงกลเหล่านี้มีความสำคัญต่อการเลือกที่ถูกต้องและการพัฒนาศักยภาพของตลับลูกปืนนิ้ว จากกลไกการติดต่อไปจนถึงจลนศาสตร์ตั้งแต่การกระจายโหลดไปจนถึงกลไกความล้มเหลว

ลักษณะจลนศาสตร์กำหนดขีด จำกัด ความเร็วของตลับลูกปืนนิ้ว เมื่อแบริ่งหมุนส่วนประกอบจะแสดงสถานะการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน: ลูกเหล็กมีอยู่ในเวลาเดียวกันกรงจะรักษาระยะห่างระหว่างลูกบอลในระหว่างการหมุน (รอบแกนของตัวเอง) และการปฏิวัติ (รอบแกนแบริ่ง) การประสานงานจลนศาสตร์ของตลับลูกปืนของจักรพรรดินั้นสะท้อนให้เห็นในสิ่งต่อไปนี้: การออกแบบกรงที่นำด้วยวงแหวนภายในทำให้ความเร็วในการปฏิวัติบอลω_cage = Ω_shaft× D/(d d) โดยที่ d คือเส้นผ่านศูนย์กลางลูกและ d คือเส้นผ่านศูนย์กลางระดับเสียง (ทั้งในนิ้ว) เนื่องจากอัตราส่วน (d/d) ของตลับลูกปืนของอิมพีเรียลมักจะเป็น 0.25-0.3 (มีขนาดใหญ่กว่าตัวชี้วัด 0.22-0.25) ความเร็ววิกฤตของมันได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญจากแรงเหวี่ยงและปัจจัยการแก้ไขหน่วยของจักรวรรดิ - สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมความเร็วที่ จำกัด ของแบริ่งอิมพีเรียลขนาดเท่ากันมักจะต่ำกว่าแบริ่งเมตริก 5-10% แต่ในการใช้งานจริงการกวาดล้างขนาดใหญ่จะชดเชยส่วนหนึ่งของการสูญเสียความเร็ว

กฎหมายการกระจายโหลดสะท้อนให้เห็นถึงลักษณะการรับน้ำหนักของตลับลูกปืนของจักรวรรดิ ภายใต้การกระทำของโหลดรัศมี FR ไม่ได้มีลูกเหล็กทั้งหมดแบ่งปันโหลดเท่า ๆ กัน แต่เป็นพื้นที่รับน้ำหนักที่ 120-150 ° เนื่องจากตลับลูกปืนของจักรพรรดิมีระยะห่างที่ใหญ่กว่า (ระยะห่างจาก CN ประมาณ 0.001 นิ้ว) มุมการกระจายโหลดของมันกว้างกว่า 10-15 °ของแบริ่งเมตริกและแรงสัมผัสสูงสุด Q_MAX = 4.37 × FR/Z (Z คือจำนวนลูกบอลเหล็ก) เมื่ออยู่ภายใต้การโหลดแบบรวม (FR FA) ความสามารถในการรับน้ำหนักตามแนวแกนของแบริ่งของจักรพรรดินั้นค่อนข้างโดดเด่นเนื่องจากหน้าแปลนสูง ระดับการเพิ่มขึ้น (ประมาณ 5-8%) สามารถทนต่อองค์ประกอบตามแนวแกนที่ใหญ่กว่าได้ สูตรของจักรวรรดิใช้ในการคำนวณโหลดตามแนวแกน: FA_MAX = 0.6 × Z × D^2 ×SINαโดยที่αคือมุมสัมผัส (ประมาณ 5-10 °สำหรับตลับลูกปืนร่องลึก) การปฏิบัติได้แสดงให้เห็นว่าชีวิตของแบริ่ง L4549 ของจักรวรรดิ (เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 1-1/2 นิ้ว) ภายใต้การโหลดตามแนวแกนบริสุทธิ์สูงกว่าแบริ่ง 6306 เมทริกซึ่งทำให้เป็นประโยชน์ในการใช้งานแรงขับ

พารามิเตอร์ประสิทธิภาพแบบไดนามิกเป็นกุญแจสำคัญในการประเมินสภาพการทำงานของตลับลูกปืนของจักรวรรดิ ค่า RMS ของความเร็วการสั่นสะเทือนของแบริ่ง (นิ้ว/วินาที) เป็นตัวบ่งชี้คุณภาพที่สำคัญของซีรี่ส์ของจักรวรรดิ ค่าการสั่นสะเทือนของตลับลูกปืนเกรด ABEC7 คุณภาพสูงถูกควบคุมที่ 0.05- ภายในช่วง 0.12in/s มันเข้มงวดกว่า 20% กว่าแบริ่งเกรด P5 เมตริก พารามิเตอร์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือลักษณะความแข็ง ความแข็งเรเดียลของตลับลูกปืนของจักรพรรดิคือ k_r = 1,000 × z × d ×cosα (lb/in) และความแข็งตามแนวแกนคือ k_a = 800 × z × d ×sinα (lb/in) เนื่องจากจำนวนลูกบอลเหล็กในตลับลูกปืนของจักรวรรดิมักจะเล็กกว่า (น้อยกว่า 1-2) ความแข็งของพวกเขาจะต่ำกว่าแบริ่งเมตริกขนาดเท่ากัน 5-10% ซึ่งต้องการความสนใจเป็นพิเศษในการชดเชยเมื่อเลือกอุปกรณ์ที่แม่นยำ การวิเคราะห์แบบโมดอลแสดงให้เห็นว่าความถี่ธรรมชาติลำดับแรกของแบริ่ง R8 Imperial R8 (เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 1/2 นิ้ว) อยู่ที่ประมาณ 3,500-4000Hz ซึ่งต่ำกว่าแบริ่ง 6201 Metric 15% และความต้านทานแรงกระแทกค่อนข้างดีกว่า