Design și funcționare a rulmenților cu bile

A rulment cu bile este un exemplu de element de rulare care nu se rotește. Aceste tipuri de rulmenți sunt foarte comune în toate tipurile de utilaje, inclusiv mașini, trenuri, motoare și așa mai departe. Acești rulmenți au un design diferit și aplicații diferite. Principalul avantaj al acestor rulmenti este ca sunt foarte usori si flexibili, dar ofera si un cuplu mare. Celălalt mare avantaj al rulmentului cu bile este că pot rezista la forțe mari de cuplu și la o încărcare mare, ceea ce înseamnă că pot fi utilizați pentru aplicații grele și cu cuplu ridicat în utilaje grele.

În anumite circumstanțe, două bile ar putea fi nevoite să fie răsucite simultan. Proiectarea unor astfel de rulmenți implică un rulment cu bile care trage un alt rulment cu bile către el sau un rulment alunecând între un set de bile, în timp ce altul este rotit în jurul unui ax. În general, cu cât setul de bile este mai mare, cu atât frecarea centrului bibanului este mai mică, în timp ce cu cât setul de bile este mai mică, cu atât frecarea centrului bibanului este mai mare. Astfel, pentru a asigura o funcționare de mare viteză și o bună conservare a energiei, este indicat să folosiți bile de diferite dimensiuni.

Modelele de rulmenți cu bile constau dintr-un rotor care este montat fix pe un arbore sau pe o manivelă. Arborele și brațul manivelă sunt de preferință din oțel pentru a facilita sarcini de tracțiune mai bune. Apoi, designul include o serie de bile de diferite forme și dimensiuni aranjate într-o structură asemănătoare cu tolba. Designul rulmentului cu bile poate fi unul dintre următoarele:

Pentru funcționare la viteză mare și eficiență energetică, majoritatea rulmenților cu bile sunt fabricați cu un singur jurnal de tip tolbă. Acest aranjament reduce cantitatea de energie care este irosită sub formă de căldură prin conducție. Astfel, cantitatea de căldură este redusă și cantitatea de frecare este crescută. Tolbele sunt apoi montate în freze conice care sunt folosite pentru a transfera forțele de rotație. Forța aplicată tolbelor este necesară în primul rând pentru a ajuta la mișcarea rolelor. Astfel, forța de rotație generată în timpul funcționării poate ajuta la reducerea risipei de energie.

Un mecanism secundar care este inclus în fabricarea multor modele de rulmenți cu bile este prezența rolelor care se mișcă radial. Rolele sunt montate cu ajutorul unei serii de cutii de viteze care ajuta rolele sa se deplaseze radial. Numărul de astfel de role necesare depinde de greutatea structurii care trebuie executată, de tipul de elemente de rulare și de tipul de rulment.

Figura 19 este una dintre cele mai cunoscute figuri de design din istoria modelelor de rulmenți cu bile. Figura 19 se referă la carcasa de viteză principală care se găsește la butuc sau la elementul alternativ. Figura 19 este compusă dintr-o carcasă exterioară cilindrică și o serie de inele interioare circulare. Inelul interior este montat în jurul unui arbore interior cilindric cunoscut sub numele de etanșare a arborelui; de unde termenul „forțe de reacție a rulmenților cu bile”.