Конструктивные и производственные преимущества легких поворотных колец
Легкие поворотные кольца становятся первым выбором для инженеров-конструкторов в аэрокосмической и оборонной отраслях, в которых решающе важную роль играют абсолютная точность, малый вес, улучшение механических характеристик и хорошая коррозионная стойкость. Примером такого высокотехнологичного изделия может служить поворотное кольцо более 1 м в поперечнике, но биение которого измеряется в микронах. Такие поворотные кольца позволяют проектным группам заменять парные подшипники одним изделием, тем самым уменьшая количество деталей, вес, сложность и стоимость.
В то время как существует множество поворотных колец, легко доступных для обычных машин или производственных цехов, выбор для использования в высокотехнологичных приложениях, таких как оборонная промышленность, спутники, сверхвысоковакуумные среды или системы слежения за военными спецификациями ограничен. Подобные приложения требуют значительно более высокого уровня точности, экономии веса и коррозионной стойкости. В случае алюминиевого поворотного кольца, упомянутого ранее, эта исключительная точность может быть достигнута за счет использования конструкции подшипника с разрезным тонким сечением. Он имеет разъемное внутреннее и наружное кольцо, которое позволяет определять преднатяг подшипника по посадке вала и корпуса. Это позволяет устанавливать параметры зазора или предварительного натяга на стадии проектирования приложения. Полученное преимущество заключается в иногда существенном снижении затрат за счет исключения необходимости запрашивать специальные предварительные нагрузки для установки в подшипник при заводской сборке, а также благодаря использованию компонентов из нержавеющей стали в деталях конструкции, что повышает и коррозийную стойкость изделия.
Поворотный подшипник сконструирован таким образом, что элементы качения создают реактивный момент внутри подшипника, когда он находится под нагрузкой: момент, который противостоит существующим обгонным (или опрокидывающим) нагрузкам, присутствующим в данном приложении. Помимо уже упомянутых преимуществ, использование поворотного кольца или подшипника также может значительно уменьшить физические размеры соответствующей детали в проекте. Это оказывается особенно полезным для конструкторов военной наземной, морской и воздушной техники, где меньшие размеры делают суда, транспортные средства и беспилотники более трудными для наблюдения или отслеживания в оперативном использовании.
Еще одним преимуществом, которое дает использование легких поворотных подшипников, — это применение в тех случаях, когда необходимо иметь соответствующую приводную систему или зубчатое кольцо. Для этих проектов поворотные кольца могут быть определены с необходимой механической обработкой (например, с включением зубчатого кольца) уже на месте. Эта дополнительная инженерия может быть выполнена почти со всеми поворотными подшипниками большинства размеров и номинальных нагрузок и оказывается ключевой особенностью в достижении экономии не только благодаря стоимости, но и за счет устранения ненужной сложности. Зубчатое кольцо или зубья могут быть встроены либо во внутреннее, либо во внешнее кольцо (или даже в оба) в соответствии с требованиями выбранного привода или системы подбора.
Прочность конструкции, точность и долговечность
Несмотря на то, что поворотные кольца выпускаются в самых разных видах и модификациях, наиболее часто используемые поворотные подшипники бывают простыми, фланцевыми или зубчатыми.
В типичном применении поворотный подшипник монтируется на требуемых гранях с помощью отверстий как во внутреннем, так и во внешнем кольце для обеспечения абсолютной конструктивной прочности, точности и долговечности всех жизненно важных атрибутов, особенно в высокоточных приложениях, таких как радары, целеуказатели или турели.
При необходимости можно также использовать альтернативные методы монтажа, зависящие от установленных или ожидаемых параметров поперечной или продольной расчетной нагрузки. Поскольку применение поворотных подшипников настолько разнообразно, то же самое относится и к геометрии, и к конструкции внутренних дорожек качения внутри самих подшипников.
Ассортимент поворотных подшипников, доступных для использования в высокотехнологичных приложениях в оборонной, аэрокосмической, криогенной или атомной промышленности, обеспечивает множество различных внутренних и внешних стилей исполнения. Когда мы смотрим на силы, которые, как ожидается, будут присутствовать в данном приложении, мы можем выбрать либо одинарную, либо двойную шариковую конструкцию, роликовую конструкцию (или двойной ролик, когда требуется для использования в одном направлении), поперечные ролики (подходящие для использования в двух направлениях), тройные ролики или комбинации шарик/ролик/игла с разделенной конструкцией или проволочными кольцевыми вставками.
Такие широкие возможности позволяют адаптировать отклик подшипника поворота к конкретному применению, будь то 200-миллиметровый сканер, вращающийся со скоростью 200 градусов в секунду, или 12-тонный телескоп, полный оборот которого занимает 20 часов.
Существуют также некоторые интересные варианты материалов, в том числе специальные материалы для использования в сверхвысоком вакууме и другие (например, алюминий), которые могут быть определены для применений, критичных по весу, но требующих значительной прочности.
Стоит также отметить, что в то время как инженеры-конструкторы могут быть сосредоточены на предоставлении чертежей, соответствующих требуемым спецификациям, другим специалистам порой приходится рассматривать еще один аспект подшипниковой технологии, который применяется к поворотным подшипникам так же, как и к любому другому типу, а именно к уплотнению и смазке. Например, поворотные подшипники, которые используются в агрессивных средах, космических аппаратах, сверхвысоком вакууме или экстремальных температурах, нуждаются в специальных уплотнениях и смазке.
Для стандартных промышленных применений заурядных цеховых применений есть много испытанных вариантов, но для высококлассных применений в некоторых из описанных областей требуется специальная разработка и изготовление на заказ уплотнений и инновационных смазочных материалов.
Точность, долговечность, легкость и коррозионная стойкость
Точность, долговечность, легкость и коррозионная стойкость являются в ряде случаев жизненно важными атрибутами. Перед изготовлением рабочих прототипов, проектировщики собирают необходимые им данные и работают вместе с производственниками в уточнении оптимальных материалов и вариантов конструкции подшипников.
Типичные первоочередные параметры, которые должны быть установлены при первом обсуждении приложения, включают в себя:
* скорость вращения и изгибающие нагрузки
* жесткость платформы
* вертикальный люфт
* варианты монтажа
* защита от коррозии и защита от проникновения
* плавность вращения
И все это в дополнение к достижению заявленных заказчиком целей производительности конструкции, большинство из которых обычно связаны с работой изделия во враждебных средах того или иного рода.
Очевидно, что установление нагрузки опрокидывающего момента является первостепенным соображением, из которого должны исходить другие ключевые аспекты конструкции подшипника, такие как физический размер как по диаметру, так и по толщине, грузоподъемность, выбор материалов и т. д.
Чтобы удовлетворить широкий спектр потребностей клиентов, который включает в себя так много вещей (от космических аппаратов до камер наблюдения, от вертолетных сидений до гибридных транспортных средств), поворотные кольца могут быть определены с помощью элементов качения, изготовленных из различных базовых материалов, включая керамику, хромистую сталь и нержавеющую сталь.
Кроме того, существует целый ряд вариантов «внешнего» монтажа для различных конструкций и применений, поэтому в дополнение к значительному выбору стандартных изделий имеются поворотные кольца, которые позволяют прикреплять специальные вспомогательные устройства. Например, контрольное или измерительное оборудование, такое как поворотные энкодеры, датчики, указатели положения, счетчики или датчики анализа вибрации, может быть легко установлено непосредственно на поворотные кольца, сделанные под заказ.
Опорно-поворотные устройства и опорно-поворотные подшипники от европейских производителей. Вы можете купить ОПУ у нас со склада в Москве или под заказ из Европы (срок поставки 4-6 недель). Наши специалисты оказывают помощь с подбором необходимой модели ОПУ.
