Περιεχόμενο
- Χρησιμοποιείται η ρουλεμάν
- Τύποι ρουλεμάν
- Τύποι υλικού ρουλεμάν
- Ρουλεμάν χάλυβα
- Κεραμικά ρουλεμάν
- Πλαστικά ρουλεμάν
Μερικές φορές οι πιο χρήσιμες συσκευές στη φυσική και στη μηχανική είναι οι πιο απλές. Τα ρουλεμάν δείχνουν πως οι μεταλλικοί δακτύλιοι μπορούν να είναι εξαιρετικά ευέλικτοι. Όπως μπορείτε να δείτε σε τόσα πολλά κοινά αντικείμενα όπως οχήματα, ποδήλατα, skateboards και άλλα μηχανήματα που περιλαμβάνουν μετακίνηση μεταλλικών εξαρτημάτων, οι άνθρωποι έχουν χρησιμοποιήσει τη δύναμη των ρουλεμάν για αιώνες.
Χρησιμοποιείται η ρουλεμάν
Φανταστείτε να ολισθαίνετε σε ένα μαλακό χαλί ενώ φοράτε παπούτσια. Μπορεί να είναι δύσκολη λόγω της τριβής μεταξύ του χαλιού και των παπουτσιών σας, τα οποία θα μπορούσαν να είναι κατασκευασμένα από οτιδήποτε περιλαμβάνει δέρμα, πλαστικό, ξύλο ή καουτσούκ. Εάν αντ 'αυτού φοράτε κάλτσες, θα είναι πολύ ευκολότερη λόγω πολύ λιγότερων τριβών μεταξύ του μαλακού χαλιού και των υλικών των κάλτσες. Τα ρουλεμάν δουλεύουν με τον ίδιο τρόπο.
Τα ρουλεμάν με σφαιρίδια μειώνουν την ποσότητα τριβής μεταξύ φορτίων που τοποθετούνται πάνω τους. Το κάνουν αυτό επειδή είναι μεταλλικές μπάλες ή κυλίνδρους που κινούνται γύρω από μια λεία μεταλλική επιφάνεια σε έναν εσωτερικό βρόχο και έναν εξωτερικό βρόχο (μερικές φορές αναφέρεται ως δακτύλιοι). Μπορείτε να μάθετε για τις πολλές εφαρμογές ρουλεμάν μέσω της φυσικής τους. Τα ρουλεμάν φέρουν τύπους φορτίου σε ακτινική κατεύθυνση και αυτά τα φορτία εφαρμόζουν μια κάθετη δύναμη στον άξονα περιστροφής του ρουλεμάν.
Η ολίσθηση των μεταλλικών σφαιρών γύρω από τους βρόχους του ρουλεμάν δημιουργεί τριβή μεταξύ ενός αντικειμένου και της επιφάνειάς του που επιβραδύνει το αντικείμενο προς τα κάτω. Σε ορισμένες περιπτώσεις το αντικείμενο προσεγγίζει μια στάση. Αυτός ο μηχανισμός επιτρέπει τα ρουλεμάν να έχουν χρήσεις σε συστήματα τροχαλίας ή συστήματα περιστροφής που πρέπει να ελέγχονται. Για παράδειγμα, ο τροχός πλήμνης ενός αυτοκινήτου χρησιμοποιεί ένα ακτινικό φορτίο από το βάρος των αυτοκινήτων και την ώθηση από το γύρισμα μιας στροφής.
Σε όλες τις περιπτώσεις ρουλεμάν, η ισορροπία μεταξύ ώσης και ακτινικού φορτίου προκαλεί τα ρουλεμάν με σφαιρίδια ώστε να μειώνεται η τριβή μεταξύ των σφαιρών στον εσωτερικό και εξωτερικό δακτύλιο και να χειρίζεται το φορτίο του αντικειμένου. Τα ρουλεμάν φέρουν το φορτίο και το μεταφέρουν από τον εξωτερικό δακτύλιο προς τον εσωτερικό δακτύλιο για να αφήσουν τις σφαίρες στα κέντρα του κάθε δακτυλίου να περιστραφούν με ευκολία.
Κάθε σφαίρα συνδέεται με τους δύο δακτυλίους, αλλά μόνο όταν είναι απαραίτητο για να μειωθεί η τριβή μεταξύ των εξαρτημάτων του ίδιου του ρουλεμάν. Για τους λόγους αυτούς, τα ρουλεμάν έχουν δημιουργηθεί για να μειώσουν την τριβή και να διευκολύνουν την ταχύτητα περιστροφής.
Τύποι ρουλεμάν
Οι τύποι των ρουλεμάν διαφέρουν σημαντικά από τον μηχανισμό τους. Το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο είδος είναι η άκαμπτη μονή σειρά, ή ακτινικά ρουλεμάν. Αυτός ο σχεδιασμός προκαλεί τις μπάλες να τρέχουν σε βαθιά αυλακωτές διαδρομές και η διάταξη ρουλεμάν με βαθύ αυλάκι τους επιτρέπει να φέρουν τόσο ακτινικά όσο και αξονικά φορτία. Οι σφραγισμένες εκδόσεις των ρουλεμάν έχουν μόνιμα λιπανθεί για να μειώσουν τη συντήρηση τους.
Διπλά σφαιρικά ρουλεμάν χρησιμοποιήστε δύο σειρές μπάλες. Ο σχεδιασμός δίνει μεγαλύτερη ακαμψία στην κίνηση του ίδιου του εδράνου. Βρέθηκαν σε ηλεκτροκινητήρες, φυγόκεντρες αντλίες και ηλεκτρομαγνητικούς συμπλέκτες. Ορισμένα ρουλεμάν τείνουν να ευθυγραμμίζονται με τρόπο που επιτρέπει στον άξονα να λαμβάνει υπόψη τυχόν κακή ευθυγράμμιση σε γωνία ως προς το περίβλημα του ρουλεμάν.
ο γωνιακή επαφή του ρουλεμάν έχει μια πλευρά του εξωτερικού δακτυλίου αποκοπεί για να αφήσει περισσότερες μπάλες εισάγονται οι ίδιοι. Αυτά τα έδρανα μπορούν στη συνέχεια να συγκρατούν μεγάλες ποσότητες αξονικών φορτίων σε μία κατεύθυνση καθώς επίσης να χρησιμοποιούν περισσότερες μπάλες στα ίδια τα έδρανα. Αυτό σημαίνει ότι οι μηχανικοί τους χρησιμοποιούν σε ζεύγη και προς τις δύο κατευθύνσεις για να μεταφέρουν βαριά φορτία, σε μια εγκατάσταση που τα κάνει Γωνιακά ρουλεμάν διπλής σειράς. Αυτοί οι τύποι ρουλεμάν κυμαίνονται ανάλογα με το υλικό τους επίσης.
Τύποι υλικού ρουλεμάν
Τα ρουλεμάν κυλίνδρων ποικίλλουν σε υλικά με ατσάλινα, κεραμικά ή πλαστικά ρουλεμάν για διαφορετικές χρήσεις. Αυτοί οι τύποι ρουλεμάν διαφέρουν σε πόσο γρήγορα μπορούν να λειτουργήσουν, ποιες θερμοκρασίες μπορούν να επιτύχουν και άλλες ιδιότητες που σχετίζονται με τις χρήσεις ρουλεμάν. Η κατανόηση των θετικών και αρνητικών από κάθε είδος υλικού θα σας επιτρέψει να κάνετε μια πιο συνετή απόφαση εάν χρειάζεστε ρουλεμάν.
Ρουλεμάν χάλυβα
Τα ρουλεμάν από χάλυβα χρησιμοποιούν είτε εξαρτήματα που κατασκευάζονται εξ ολοκλήρου από χάλυβα είτε κράματα χάλυβα με ίχνη άλλων στοιχείων στη σύνθεση. Είναι ιδανικοί υποψήφιοι για το χειρισμό φορτίων πολύ βαρέως βάρους ενώ παράλληλα επιτυγχάνουν μεγάλες ταχύτητες περιστροφής όταν περιστρέφονται.
Αυτοί οι τύποι ρουλεμάν μπορούν να σας δώσουν πολύ ακριβείς μετρήσεις επειδή κατασκευάζονται σε υψηλά επίπεδα ακρίβειας. Οι ιδιότητές τους αφήνουν τα ρουλεμάν άνθρακα από χάλυβα να χρησιμοποιούν στις κλειδαριές, τα ποδήλατα, τα πατίνια, τα τρόλεϊ και τις μηχανές μεταφοράς, μεταξύ άλλων.
Το υλικό που φέρει χάλυβα μπορεί, δυστυχώς, να προκαλέσει διάβρωση παρουσία ύδατος ή αερίων που αλλάζουν τη χημική σύνθεση του ίδιου του χάλυβα. Αυτοί οι τύποι ρουλεμάν μπορεί επίσης να είναι πολύ βαρύς και θορυβώδης όταν χρησιμοποιούνται σε κατασκευαστικά και άλλα περιβάλλοντα.
Τα ρουλεμάν με σφαιρίδια από χάλυβα μπορεί να είναι πολύ ακριβά και οι μηχανικοί πρέπει επίσης να λιπαίνουν συνεχώς μέταλλα από χάλυβα για να τους κρατήσουν αποτελεσματικά. Αν δεν είναι σωστά συντηρημένα, μπορεί να προκαλέσουν βλάβη στο ρουλεμάν και δεν θα φτάσουν στο τέλος της προβλεπόμενης διάρκειας ζωής τους.
Οι κατασκευαστές δημιουργούν και πωλούν ρουλεμάν χάλυβα σε διαφορετικά στυλ. Μπορείτε να αγοράσετε μπάλες από χάλυβα με υψηλότερες ποσότητες άνθρακα που εκτίθενται σε θερμικές επεξεργασίες ή έχουν σκληρυνθεί με άλλες μεθόδους. Οι διακυμάνσεις της περιεκτικότητας σε άνθρακα μεταξύ των ρουλεμάν χάλυβα επηρεάζουν τις ιδιότητές τους. Οι χάλυβες χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα βρίσκονται σε εφαρμογές που πρέπει να είναι ανθεκτικές στη διάβρωση, αλλά όχι απαραίτητα να έχουν σκληρυνθεί.
Ενώ το υλικό από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη γραμμική άξονα ενός ρουλεμάν, δεν είναι μεγάλη για επαφή μεταξύ των ίδιων των σφαιρών. Χρησιμοποιούνται γενικά με ένα πολυμερές για την πρόληψη ζημιών σε αυτές τις περιπτώσεις. Τα ρουλεμάν από χάλυβα με μέτριες ποσότητες άνθρακα είναι ισχυρά, ανθεκτικά στο νερό και σκληρά και τα χαρακτηριστικά αυτά τα καθιστούν κατάλληλα για γρανάζια, άξονες, καρφιά και άλλα εξαρτήματα μηχανών. Οι χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι οι ισχυρότεροι και σκληρότεροι ενώ αντιστέκονται στη διάβρωση.
Κεραμικά ρουλεμάν
Τα κεραμικά ρουλεμάν τυπικά δημιουργούνται ως «υβρίδια» που χρησιμοποιούν τον εξωτερικό δακτύλιο, τον εσωτερικό δακτύλιο και το κλουβί που είναι χτισμένο από χάλυβα με τις ίδιες τις μπάλες από κεραμικό. Οι κεραμικές ιδιότητες τους επιτρέπουν να λειτουργούν με γρήγορες περιστροφές ανά λεπτό διατηρώντας παράλληλα τη θερμοκρασία λειτουργίας τους δροσερή και περιορίζοντας πόσο θόρυβος δημιουργούν.
Αυτά τα υβριδικά σχέδια από κεραμικό χάλυβα είναι κατεστραμμένα από τη διάβρωση, αλλά οι κεραμικές σφαίρες είναι λιγότερο επιρρεπείς στη διάβρωση από τα υλικά χάλυβα και είναι πιο ανθεκτικές και πιο ελαφριές από τα ρουλεμάν.
Αυτοί οι τύποι ρουλεμάν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ηλεκτρικές εφαρμογές όπου τα ρουλεμάν χάλυβα λοξοτομούν επειδή τα κεραμικά ρουλεμάν είναι μη αγώγιμα, αλλά είναι επίσης πολύ ακριβά. Τα κεραμικά ρουλεμάν μπορούν να αντέξουν σε υψηλές θερμοκρασίες, επιτρέποντάς τους να λειτουργούν με υψηλότερες ταχύτητες. Οι τιμές για ορισμένα από αυτά τα ρουλεμάν μπορεί να είναι γενικά ακριβές, αλλά μπορείτε να βρείτε και φθηνές εκδόσεις αυτών.
Το κεραμικό υλικό αυτών των ρουλεμάν φέρει βάρος μικρότερο από 40% από εκείνο των ρουλεμάν χάλυβα. Οι μηχανικοί κατασκευάζουν συνήθως αυτές χρησιμοποιώντας κεραμικό νιτρίδιο πυριτίου για να προκαλέσουν αυτές τις χημικές και φυσικές ιδιότητες να συμβούν. Χρησιμοποιούνται σε γωνιακά έδρανα, έδρανα ώσης, έδρανα μπλοκ μαξιλαριού, έδρανα βελόνας και έδρανα κυλίνδρων. Τα κεραμικά υλικά μπορεί να είναι ισχυρότερα από τον χάλυβα, αλλά γενικά είναι πιο σκληρά ως υλικό που φέρει σφαιρίδια.
Οι σφαίρες κεραμικού χάλυβα γυαλίσματος χρησιμοποιούν ένα μαγνητικό πεδίο με ρεύμα πλάσματος. Αυτή η μέθοδος παραγωγής τους δίνει υψηλότερα ποσοστά περιστροφής από τα ρουλεμάν με σφαιρίδια. Είναι ηλεκτρικά μονωτικά, που σημαίνει ότι δεν εκτελούν ηλεκτρική ενέργεια, έτσι δεν αποτυγχάνουν αν το ρεύμα περάσει μέσα από αυτά και μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς να λιπαίνονται όπως τα ρουλεμάν χάλυβα πρέπει να είναι.
Πλαστικά ρουλεμάν
Οι πρόσφατες καινοτομίες παρήγαγαν πλαστικά ρουλεμάν που χρησιμοποιούν πλαστικούς δακτυλίους και πλαστικό κλουβί και μπορούν να αγοραστούν με τη μορφή μπαλών από πλαστικό, γυαλί ή ανοξείδωτο χάλυβα. Το πιο συνηθισμένο υλικό σφαιρών με αυτόν τον τύπο ρουλεμάν είναι η μπάλα από ανοξείδωτο ατσάλι. Είναι η πιο προσιτή επιλογή, αλλά είναι επίσης βαρύτερα από τα πλαστικά ή τα είδη γυαλιού. Μπορούν επίσης να γίνουν εύκολα μαγνητικά, τα οποία μπορούν να διαταράξουν την κίνηση και τη φυσική των κοντινών υλικών.
Τα πλαστικά ρουλεμάν με γυάλινες μπάλες είναι εξαιρετικές επιλογές όταν λοξοτομείτε το μέταλλο. Έχουν υψηλή χημική αντοχή και έχουν χαμηλότερα βάρη από τις μπάλες από χάλυβα. Οι πλαστικές μπάλες για τα πλαστικά ρουλεμάν ζυγίζουν ακόμη λιγότερο και προσφέρουν ανθεκτικότητα στη φθορά όπως χρησιμοποιούνται με την πάροδο του χρόνου. Τα περισσότερα πλαστικά ρουλεμάν είναι αυτο-λιπαντικά, ελαφριά και ανθεκτικά στη διάβρωση ενώ λειτουργούν ήσυχα.
Αυτοί οι τύποι ρουλεμάν, δυστυχώς, δεν αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες καθώς και άλλα ρουλεμάν και δεν μπορούν να διαχειριστούν τόσο υψηλά φορτία όσο και μερικές φορές.