선회 베어링의 토크는 무엇입니까? 마찰, 공식 및 선택 가이드

추운 아침에 크레인의 상부 구조물이 처음으로 흔들릴 때 모터만 문제가 되는 경우는 거의 없습니다. 훨씬 더 자주, 베어링 자체 내부에 숨어 있는 토크에 맞게 드라이브 크기를 결정하는 사람은 아무도 없었습니다. 선회 베어링의 토크는 데이터시트의 정격 하중 옆에 인쇄된 고정된 수치가 아닙니다. 이는 베어링이 회전에 대해 생성하는 저항입니다. 하중을 전달하는 롤링 요소, 링을 따라 이동하는 씰 립, 일체형 기어가 장착된 기어 톱니의 마찰입니다. 짧은 대답은 다음과 같습니다. 선회 베어링의 토크는 가변 마찰 하중으로, 일반적으로 안정된 주행 중 이탈 시에 1.5~2배 더 높으며, 드라이브 크기 조정의 가장자리가 아닌 중앙에 속합니다.

선회 응용 분야에서 세 가지 다른 "토크"가 혼동됩니다.

무엇이든 계산하기 전에 엔지니어가 흔히 "회전 토크"라고 부르는 세 가지 양을 분리하십시오. 그 중 하나의 값이 다른 값에 대해 거의 알려주지 않기 때문입니다.

• 베어링 마찰 토크 - 롤링 요소, 씰 및 기어에 의해 베어링 자체 내부에서 생성된 저항. 이것이 이 용어가 일반적으로 의미하는 바입니다.
• 필요한 구동 토크 — 모터 또는 피니언이 전달해야 하는 모든 것: 베어링 마찰, 가속 중 관성, 풍하중 또는 굴착 반응과 같은 작동 저항.
• 유지 또는 제동 토크 - 드라이브가 손상 없이 견딜 수 있는 정적 토크. 이는 베어링 사양이 아닌 드라이브 사양입니다.

선회 베어링 데이터시트에서는 단일 마찰 토크 수치를 거의 인용하지 않으며 의도적으로 생략한 것입니다. 마찰은 실제로 적용되는 축방향 하중, 반경방향 하중 및 틸팅 모멘트, 주문한 간극 또는 예압 등급, 윤활유 점도 및 온도에 따라 달라집니다. 두 개의 동일한 링은 임무에 따라 측정된 저항이 3배만큼 다를 수 있으므로 이를 상수로 취급하는 것이 대부분의 선택 실수가 시작되는 곳입니다.

선회 베어링 마찰 토크의 세 가지 구성 요소

제조업체는 총 마찰 토크를 세 부분의 합으로 모델화합니다. M = MF 양 마그네슘. 각각은 서비스에서 다르게 작동하므로 분할이 중요합니다.

하중 전달 마찰 토크(Mf)

구름저항은 볼이나 롤러가 축방향 하중, 레이디얼 하중, 틸팅 모멘트에 의해 궤도와 만나는 곳에서 발생합니다. 이는 하중에 따라 가파르게 성장하므로 궤도의 한쪽 면을 세게 누르는 큰 모멘트 하중을 받게 됩니다. 볼 디자인은 점 접촉을 나타내며 일반적으로 저항이 낮습니다. 롤러 디자인은 완전히 하중을 가했을 때 마찰이 높아지는 대가로 크기당 더 많은 하중을 전달합니다.

씰 마찰 토크(Ms)

링 표면에서 미끄러지는 씰 립은 하중과 거의 독립적인 항력을 생성합니다. 작거나 가벼운 하중을 받는 베어링에서는 씰이 전체 마찰의 대부분을 차지할 수 있으며 모든 추가 립이 이에 추가됩니다. 따라서 엔벨로프는 동일하지만 씰 배열이 다른 두 개의 베어링에는 눈에 띄게 다른 드라이브가 필요할 수 있습니다.

기어 메시 마찰(Mg)

기어 링은 기어 품질 등급, 모듈, 윤활 및 메시 정렬의 영향을 받아 피니언과 링 인터페이스에 마찰을 추가합니다. 외부 기어 장치에서는 잘못 정렬된 피니언이 토크 증가와 국부적인 톱니 마모로 나타납니다.

이러한 구성 요소는 크기와 임무에 따라 크기가 다르기 때문에 구조 선택에 따라 토크 예산이 결정됩니다. 태양광 추적기, 소형 포지셔너 및 식품 기계와 같은 경량 및 중형 장비에서는 단열 볼 선회 베어링 소형 저전력 드라이브가 실행 가능하도록 롤링 및 씰 마찰을 낮게 유지합니다.

경량 회전용 단열 볼 선회 베어링 한 줄의 강화 강철 볼로 구성된 이 베어링은 롤링 및 씰 마찰을 낮게 유지하므로 태양광 추적기, 소형 포지셔너 및 식품 기계의 소형 드라이브가 계속 실행 가능합니다. 열처리된 궤도, 씰링 옵션 및 손쉬운 설치는 길고 안정적인 서비스를 지원합니다. 제품보기 →

선회 베어링 토크를 계산하는 방법

진지한 프로젝트는 양방향에서 숫자를 작업합니다.

사용 가능한 전력에서

실제 드라이브 측 공식은 M = P / Ω입니다. 여기서 P는 링에 전달되는 전력이고 Ω는 초당 라디안 단위의 각속도입니다. 1rpm으로 선회하는 플랫폼은 Ω = 2π/60 ≒ 0.105rad/s로 회전합니다. 1.5kW가 해당 속도로 링에 도달하면 사용 가능한 토크는 약 1,500/0.105 ≒ 14,300N·m, 즉 약 14kNm입니다. 연산을 역으로 실행하여 제안된 모터와 기어박스가 실제 회전 속도에서 애플리케이션이 요구하는 것을 실제로 제공할 수 있는지 확인합니다.

마찰로부터

1차 통과 추정치는 등가 접촉 하중에 궤도 반경 및 결합된 마찰 계수를 곱합니다(M ≒ µ × F × d/2). 약 0.005에서 0.015 사이의 µ 작동 값은 구름 접점과 씰을 포함하며, 따뜻하고 윤활이 잘 된 조건에서 가볍게 예압된 볼 설계에 대한 최저값과 고부하 또는 냉간 작동 장치에 대한 최고값이 있습니다. 제조업체 공식은 이를 축, 반경 및 모멘트 항에 개별적으로 가중치를 부여하는 다항식으로 세분화하므로 이를 추정보다는 최종 확인에 사용합니다.

나머지 의무 추가

총 수요는 M_drive = M_friction M_inertia M_working입니다. 관성 토크는 빠른 인덱싱 자동화 및 추적 시스템에서 지배적입니다. 굴삭기와 크레인에서는 작업 저항이 지배적입니다. 웜기어 선회 드라이브가 개방형 피니언을 대체하는 경우 밀폐된 비율은 적당한 모터 토크를 링에 필요한 큰 출력 토크로 변환합니다. 기어비가 토크와 속도 출력을 결정하는 방법 모터 크기를 고정하기 전에 자체 검증 단계가 필요합니다.

시작 토크와 실행 토크 비교

선회 베어링에서 측정된 이탈 토크는 일반적으로 정상 작동 값의 1.5~2배에 달하며 추운 날씨에는 그 간격이 넓어집니다. 세 가지 효과로 인해 발생합니다. 부하 시 정지 마찰이 이동 마찰보다 높고, 롤링 요소가 처음 몇 회전 동안 두꺼운 필름을 통과할 때까지 그리스가 굳어지며, 씰 립이 따뜻해지고 변형되기 전에 더 세게 고정됩니다. 드라이브 선택의 경우 이는 모터, 기어박스 및 릴리프 밸브 설정이 실행 평균이 아닌 이탈 피크를 지워야 함을 의미합니다. 이는 굴삭기 상부 구조 및 레이들 캐리어와 같이 최대 부하에서 시작하는 장비에서 가장 중요한 점검입니다.

선회 베어링 토크를 높이거나 낮추는 요소

• 클리어런스 또는 예압 등급: 사전 로드된 링은 더 단단하게 작동하고 회전에 더 저항합니다. 그들은 토크를 희생하여 정확성을 구매합니다.
• 하중 크기 및 틸팅 모멘트: 더 무겁고 중심에서 벗어난 하중은 궤도 접촉 압력과 마찰을 증가시킵니다.
• 온도 및 윤활제: 저온 또는 고점도 그리스는 시동 및 작동 토크를 모두 높입니다.
• 씰 디자인: 여분의 입술과 더 단단한 접촉은 지속적인 드래그를 추가합니다.
• 장착 정확도: 평평하지 않은 장착 표면 또는 불균일한 볼트 조임으로 인해 링이 왜곡되고 궤도에 불균일한 하중이 가해집니다.
• 기어 메시 정렬: 잘못 정렬된 피니언은 기어 마찰을 증가시키고 마모를 가속화합니다.

로드 문자는 로드 크기만큼 중요합니다. 스윙 또는 역방향 듀티 사이클은 접촉 영역이 궤도 주위를 계속 이동하도록 하여 사이클 전반에 걸쳐 저항이 변화합니다. 검토해볼 가치가 있다 단일 행 볼 설계가 변동하는 하중을 처리하는 방법 직무 프로필을 마무리하기 전에.

항구 크레인, 터널링 기계, 대형 굴삭기 등 규모가 가장 큰 경우에는 용량의 가격으로 더 높은 마찰이 허용됩니다. 13 시리즈 3열 롤러 선회 베어링 그 자리를 차지합니다. 별도의 궤도가 축방향, 반경방향 및 모멘트 하중을 독립적으로 전달하므로 단일 행이 손상되지 않습니다.

13 시리즈 중하중용 3열 롤러 선회 베어링 별도의 궤도가 축방향, 반경방향 및 모멘트 하중을 독립적으로 전달하므로 이 13 시리즈 베어링은 추가 마찰보다 용량이 더 중요한 포트 크레인, 터널링 기계 및 대형 굴착기에 적합합니다. 합금강 구조와 단순화된 유지보수는 까다로운 듀티 사이클을 지원합니다. 제품보기 →

주문하기 전에 공급업체에 확인해야 할 사항

1. 부하에서의 마찰 토크 데이터 - 하나의 혼합 수치가 아닌 시작 및 실행 값입니다.
2. 테스트 조건 - 해당 값이 측정된 하중, 속도 및 온도.
3. 클리어런스 또는 예압 등급 - 예상 저항에 미치는 영향.
4. 씰 및 그리스 사양 - 립 개수, 그리스 유형 및 충진 수준, 추운 기후 동작.
5. 기어 품질 및 백래시 - 기어 링의 경우 메시 품질이 Mg에 직접 공급되기 때문입니다.
6. 허용 기준 - 배송 전 스핀 테스트에서 측정된 회전 토크 제한입니다.

마찰과 작동 토크가 피니언 및 감속기 배열이 경제적으로 처리하는 것보다 커지면 많은 구매자가 통합 장치로 이동합니다. 에 수평 선회 구동 베어링, 밀폐형 기어링 및 장착 하우징을 하나의 일치하는 어셈블리로 패키지하므로 토크 체인은 부품으로 조립되지 않고 시스템으로 설계됩니다.

자동 잠금 기능이 있는 수평 선회 드라이브 이 통합 장치는 베어링, 밀폐형 기어링 및 장착 하우징을 하나의 일치하는 어셈블리로 패키지하므로 토크 체인이 하나의 시스템으로 설계되었습니다. 자동 잠금 기능은 전원 없이 부하가 걸린 상태에서 위치를 유지하며 마찰 및 작동 토크가 핀 및 감속기 배열을 초과할 때 유용합니다. 제품보기 →

선회 베어링의 토크는 카탈로그 상수가 아닌 시스템 속성으로 처리하는 것이 가장 좋습니다. 이는 하중, 밀봉 및 기어 마찰의 합입니다. 시작할 때 급등합니다. 예압, 온도, 윤활 및 장착 품질에 따라 움직입니다. 축방향, 반경방향, 모멘트, 속도 및 온도 범위와 같은 실제 하중 사례를 베어링 제조업체와 조기에 공유하고 해당 하중에 대한 시작 및 작동 토크 데이터를 요청하세요. 이 단일 단계는 선회 응용 분야에서 가장 비용이 많이 드는 고장 모드, 즉 회전하는 기계를 방지하지만 도면에서 약속한 것만큼 쉽지는 않습니다.