Ležajevi su jedna od ključnih komponenti mjenjača, a ujedno su i često oštećeni dijelovi mjenjača. U isto vrijeme, u usporedbi s općim sustavom vratila, izbor, primjena, ugradnja i održavanje ležajeva u mjenjaču vrlo su komplicirani. Dakle, koje su poteškoće u primjeni ležajeva mjenjača i na što treba obratiti pozornost?
Složena sila
Kada mjenjač radi, okretni moment i brzina vrtnje prenose se između ulaznog vratila i izlaznog vratila. Prijenos momenta odvija se u procesu zahvata zupčanika, a sila zahvata će se generirati tijekom procesa zahvata zupčanika.
Ako je zupčanik čeoni zupčanik, tada je ova sila zahvata čista obodna sila. Ova obodna sila je radijalno opterećenje cijelog sustava vratila gledano pod okomitim kutom.
Ako je zupčanik spiralni zupčanik ili konusni zupčanik, itd., sila zahvata zupčanika ima aksijalnu komponentu uz obodnu komponentu. Sila ove aksijalne komponente je aksijalna sila osovinskog sustava.
Na nekim osovinama zupčanika ponekad postoji nekoliko zupčanika u zahvatu sa zupčanicima na drugim osovinama, tako da će doći do višestrukih aksijalnih i radijalnih opterećenja. Smjer ovih opterećenja u prostoru povezan je s zahvatom. Pri proračunu sile ležaja potrebno je raščlaniti i sintetizirati, te na kraju izračunati stvarno opterećenje ležaja.
Osim toga, kada mjenjač radi, ako vanjski zakretni moment fluktuira, sila zahvata zupčanika će fluktuirati, što će uzrokovati fluktuaciju sile ležaja. Sve ovo čini analizu sile ležajeva mjenjača kompliciranijom. Ekvivalentnu obradu potrebno je izvršiti kada se izvrši provjera stvarnog životnog vijeka.
složena brzina
Različita vratila u mjenjaču imaju različite brzine vrtnje, od sporohodnih do brzohodnih, ležajevi na svakoj osovini vrte se istom brzinom, a brzine vrtnje na različitim osovinama su različite. Zbog toga se vrijeme pretvorbe razlikuje pri izračunu provjere vijeka trajanja ležaja.
Različiti zahtjevi za brzinom dovode do razlika u izboru mogućnosti brzine ležaja tijekom odabira ležaja.
Na primjer, za vratila velike brzine mogu se odabrati ležajevi s boljim mogućnostima brzine vrtnje, kao što su kuglični ležajevi s dubokim utorima, kuglični ležajevi s kutnim kontaktom i konusni valjkasti ležajevi.
Za osovine male brzine bit će odabrani ležajevi s velikom nosivošću, kao što su valjkasti ležajevi, čak i valjkasti ležajevi pune duljine, konusni ležajevi itd.
Podmazivanje je komplicirano
Iz osnovnog principa podmazivanja nije teško znati da temperatura, brzina i opterećenje ležaja imaju izravan utjecaj na podmazivanje ležaja.
Što se tiče brzine vrtnje, brzina vrtnje osovine velike brzine i osovine niske brzine ležaja mjenjača je različita, a veličina ležaja je također različita. Kao rezultat toga, ponekad može biti teško odabrati mazivo koje zadovoljava širok raspon zahtjeva za brzinom vrtnje. U praktičnim izborima često postoji dilema i potrebno je napraviti neke kompromise.
Što se tiče opterećenja, veliko opterećenje osovine male brzine i malo opterećenje osovine velike brzine su par kontradikcija. Kada je viskoznost niska, ležaj osovine male brzine može stvoriti uljni film, a kada je viskoznost visoka, osovina velike brzine će utjecati na stvaranje topline.
Što se tiče temperature, podmazivanje unutar samog mjenjača ima određenu funkciju odvođenja topline, a zahvat zupčanika je izvor stvaranja topline mjenjača. Temperaturna razlika između različitih osovina mjenjača povezana je sa zahvatom, a temperatura ležaja je povezana s udaljenošću prijenosa topline od zupčanika. Utjecaj različitih temperatura na viskoznost maziva objektivno postoji, ali zbog strujanja mazivog ulja, uz strujanje se prenosi i toplina.
Dizajn složenog sustava vratila
U sustavima ležaja mjenjača često postoje aksijalne sile povezane s opterećenjem, pa se za uparivanje odabiru ležajevi s aksijalnom nosivošću. Istodobno, točnost aksijalne pozicije cijelog sustava vratila ne utječe samo na ležaj, već također utječe na točnost zahvata zupčanika, što je vrlo važno za dizajn mjenjača. U dizajnu sustava osovine, osovina ne samo da ima određenu krutost i točnost pozicioniranja u radijalnom smjeru, već iu aksijalnom smjeru. Stoga dizajn sustava ležaja mjenjača često koristi unakrsno postavljenu strukturu.
U strukturi poprečnog pozicioniranja sustava ležaja mjenjača uzima se u obzir ne samo pozicioniranje, već i točnost pozicioniranja. Kada je zupčanik izložen aksijalnoj sili, kretanje cijele osovine u aksijalnom smjeru mora biti unutar prihvatljivog raspona.
U isto vrijeme, kada mjenjač radi, cijeli sustav će se zagrijati, a stupanj stvaranja topline i rasipanja topline različitih dijelova je različit, što rezultira različitim temperaturama kućišta, osovine, zupčanika i komore ležaja od hladnom stanju. To će utjecati na preostali zazor unutar ležaja u križno postavljenoj konfiguraciji. Stoga je pri projektiranju osovinskog sustava mjenjača potrebno razmotriti utjecaj različitih temperatura na zazor ležaja u osovinskom sustavu.
Naime, kada mjenjač radi, istodobno se javlja utjecaj opterećenja i utjecaj temperature, pa je potrebno sveobuhvatno izvršiti odgovarajući proračun provjere.
Rezultat stvarnog proračuna provjere u gornjem problemu je aksijalna, radijalna tolerancija i točnost ležajne komore i vratila.