회전 기계의 핵심 구성 요소로서 인치 시리즈 딥 그루브 볼 베어링 항공 우주, 정밀 기기 및 특수 장비와 같은 주요 분야에서 대체 할 수없는 역할을 수행하십시오. 메트릭 베어링과 비교할 때 인치 베어링은 고유 한 크기 시스템 및 성능 특성으로 특정 산업 시나리오의 엄격한 요구 사항을 충족합니다.

1. 인치 딥 그루브 볼 베어링의 역할과 특성

인치 시리즈 딥 그루브 볼 베어링은 인치 크기 표준에 따라 설계되고 제조 된 롤링 베어링입니다. 이들은 일반적인 메트릭 베어링을 보완하고 특정 산업 분야와 전통적인 장비에서 중요한 위치를 차지합니다. 이러한 유형의 베어링은 깊은 그루브 볼 베어링의 기본 특성을 유지하는 동시에 크기 시리즈, 공차 장착 및 구조적 세부 사항 측면에서 인치 시스템의 요구 사항에 적응하여 북미 시장, 항공 우주 및 전통적인 장비 유지 보수에 대체 할 수없는 표준화 된 솔루션을 제공합니다.

크기 표준 시스템은 인치 베어링의 가장 중요한 외부 기능을 구성합니다. 밀리미터를 기본 장치로 사용하는 메트릭 베어링과 달리 임페리얼 베어링은 사양으로 분수 또는 소수점 인치를 사용합니다. 일반적인 내부 직경의 범위는 1/8 인치 (0.125 인치)에서 6 인치이며 표준 시퀀스는 1/16 인치 단위입니다. 예를 들어, 베어링 모델 R6은 0.375 인치 (3/8 ")의 내 직경, 0.875 인치, 폭 0.281 인치의 내부 직경에 해당합니다.이 크기 시스템은 임페리얼 샤프트 직경 및 베어링 시트 홀에 자연스럽게 적합하며, 전환 오류는 명제 장비에 사용될 때 전환 오류를 형성합니다.

구조 설계 기능은 제국 베어링의 특정 응용 시나리오에 대한 적응성을 반영합니다. 전형적인 임페리얼 딥 그루브 볼 베어링은 외부 링, 내부 링, 스틸 볼 및 케이지의 4 가지 핵심 구성 요소로 구성되지만 유사한 메트릭 제품과 비교하여 세부 사항에는 차이가 있습니다. 외부 링은 일반적으로 더 완전한 구조적 강도를 유지하기위한 홈 또는 밀봉 커버 설치 그루브가 없습니다. 내부 링 리브 높이는 더 나은 축 방향 안내를 제공하기 위해 상대적으로 5-8% 증가합니다. 스틸 볼의 수는 동일한 크기 메트릭 베어링의 수보다 1-2 낮지 만, 하중 용량의 차이를 보상하기 위해 직경이 3-5% 증가합니다. 이 디자인 기능을 통해 제국 베어링은 고속 조건에서 잘 수행 할 수 있습니다. 일부 특수 모델은 또한 이중 줄 공 설계 (예 : LL 시리즈)를 사용하여 제한된 공간에서 더 높은 하중 용량을 달성하고 엔지니어링 기계의 소형 요구 사항을 충족합니다.

물질 및 열 처리 과정은 제국 베어링의 성능을 결정합니다. 에너지 한계. 항공 우주 등반 황실 베어링 진공 탈기 제련 기술을 사용하고, 산화물 내포물은 DS ≤ 0.5에서 제어되며, 비금속 포함의 총량은 ≤ 0.05%이며, 이는 일반적인 메트릭 베어링의 순도 표준보다 훨씬 높습니다. 열처리 측면에서, 임페리얼 베어링은 일반적으로 이중 켄칭 공정을 사용합니다. 첫 번째 담금질은 세밀한 마르텐 시트 매트릭스 (Hearness 62-64HRC)를 얻고, 두 번째 켄칭은 잔류 오스테 나이트 함량 (5-8%로 제어)을 조정하여 차원 안정성을 50%이상 향상시킵니다. 부식성 환경의 경우, Imperial Series는 440C 스테인리스 스틸 샤프트를 개발했습니다. 베어링의 크롬 함량은 16-18%입니다. 특수 노화 처리를 통해 경도는 58-60hrc로 유지되며, 이는 부식성 및 내마비입니다.

산업 응용의 특성은 제국 베어링의 시장 포지셔닝을 보여줍니다. 북미 산업 시스템에서 제국 베어링은 여전히 전통적인 장비의 주요 선택입니다. 예를 들어, 농업 기계 및 엔지니어링 차량의 전송 시스템은 일반적으로 임페리얼 시리즈를 채택합니다. 항공 우주 분야에서 보잉과 에어 버스의 일부 상속 된 디자인은 여전히 임페리얼 베어링 표준을 사용합니다. 예를 들어, 항공기 랜딩 기어에 사용되는 대형 테이퍼 롤러 베어링의 내부 직경은 종종 1/8 인치로 증가합니다.

2. 작업 원리 및 기계적 특성

인치 시리즈 딥 그루브 볼 베어링의 기계적 행동 및 작동 원리는 롤링 베어링의 기본 이론을 기반으로하지만 특수 크기 시스템과 구조 설계는 고유 한 성능 특성을 제공합니다. 이러한 기계적 특성을 이해하는 것은 인치 베어링의 잠재력의 올바른 선택 및 개발에 중요합니다. 접촉 역학에서 운동학에 이르기까지, 하중 분포에서 실패 메커니즘에 이르기까지, 인치 딥 그루브 볼 베어링의 작동 원리는 다중 물리 필드 커플 링의 복잡한 시스템입니다.

운동 학적 특성은 인치 베어링의 속도 제한을 결정합니다. 베어링이 회전하면 구성 요소는 복잡한 모션 상태를 나타냅니다. 스틸 볼은 동시에 케이지가 회전 중 (자체 축 주위)와 혁명 (베어링 축 주변) 사이의 간격을 유지합니다. 제국 베어링의 운동 학적 조정은 다음에 반영됩니다. 내부 링 가이드 케이지 설계는 볼 혁명 속도 ω_cage = ω_shaft × d/(d d)를 만듭니다. 여기서 d는 볼 직경이고 d는 피치 직경 (모두 인치)입니다. 제국 베어링의 (d/d) 비율은 일반적으로 0.25-0.3 (메트릭 0.22-0.25보다 약간 크다)이기 때문에, 그것의 임계 속도는 원심력에 의해 더 크게 영향을 받고, 제국 단위 보정 계수는 계산 중에 도입되어야한다 : n_max = k × (d^1.5)는 자료가 상당히 3.5 × 10^6. 단위). ). 이것은 동일한 크기 제국 베어링의 제한 속도가 일반적으로 메트릭 베어링의 제한 속도보다 5-10% 낮은 이유를 설명하지만 실제 적용에서는 더 큰 클리어런스가 속도 손실의 일부를 보상합니다.

부하 분포 법은 제국 베어링의 하중을 함유하는 특성을 반영합니다. 방사형 하중 FR의 작용 하에서 모든 강철 볼이 하중을 동일하게 공유하는 것은 아니지만 120-150 °의 하중 부유 영역을 형성합니다. 제국 베어링은 더 큰 클리어런스 (CN 등급 클리어런스는 약 0.001 인치)를 가지기 때문에 하중 분포 각도는 메트릭 베어링보다 10-15 ° 더 넓고 최대 접촉력 Q_MAX = 4.37 × FR/Z (Z는 스틸 볼 수)입니다. 결합 된 하중 (FA)이 적용될 때, 제국 베어링의 축 방향 하중 용량은 높은 플랜지로 인해 비교적 뛰어납니다. 증가 정도 (약 5-8%)는 더 큰 축 성분을 견딜 수 있습니다. 제국 공식은 축 정격 하중을 계산하는 데 사용됩니다. fa_max = 0.6 × z × d^2 × sinα, 여기서 α는 접촉각 (깊은 그루브 볼 베어링의 경우 약 5-10 °)입니다. 실습에 따르면 순수한 축 방향 하중 하에서 제국 L4549 베어링 (1-1/2 인치 내부 직경)의 수명은 메트릭 6306 베어링보다 20-25% 높아서 추력 응용 분야에서 유리합니다.

동적 성능 매개 변수는 제국 베어링의 작업 조건을 평가하는 열쇠입니다. 베어링 진동 속도 (인치/sec)의 RMS 값은 제국 시리즈의 중요한 품질 지표입니다. 고품질 Abec7 등급 베어링의 진동 값은 0.12in/s 범위 내에서 0.05에서 제어되며, 메트릭 P5 등급 베어링보다 20% 더 엄격합니다. 또 다른 중요한 매개 변수는 강성 특성입니다. 제국 베어링의 방사형 강성은 k_r = 1000 × z × d × cosα (lb/in)이고, 축 방향 강성은 k_a = 800 × z × d × sinα (lb/in)이다. 임페리얼 베어링의 강철 공의 수는 일반적으로 더 작기 때문에 (1-2), 강성은 동일한 크기의 메트릭 베어링보다 5-10% 낮으므로 정밀 장비를 선택할 때 보상에 특별한주의를 기울여야합니다. 모달 분석은 제국 R8 베어링 (1/2 인치 내부 직경)의 1 차 고유 주파수가 약 3500-4000Hz이며 메트릭 6201 베어링보다 15% 낮고 충격 저항이 상대적으로 더 좋습니다.