Dizajn i funkcija kugličnih ležajeva

A kuglični ležaj je primjer nerotirajućeg kotrljajućeg tijela. Ove vrste ležajeva vrlo su česte u svim vrstama strojeva, uključujući automobile, vlakove, motore i tako dalje. Ovi ležajevi imaju drugačiji dizajn i različite primjene. Glavna prednost ovih ležajeva je što su vrlo lagani i fleksibilni, ali također daju veliki okretni moment. Druga velika prednost kugličnih ležajeva je ta što mogu izdržati velike sile zakretnog momenta i velika opterećenja, što znači da se mogu koristiti za teške uvjete rada i primjene s velikim zakretnim momentom u teškim strojevima.

U nekim okolnostima, možda će biti potrebno okrenuti dvije lopte istovremeno. Dizajn takvih ležajeva uključuje jedan kuglični ležaj koji vuče drugi kuglični ležaj prema sebi ili jedan ležaj klizi između niza kuglica, dok se drugi okreće oko vretena. Općenito, što je veća veličina seta kuglica, to je manje trenje u središtu pera, dok što je manja veličina seta kuglica, to je veće trenje u središtu pera. Stoga, kako bi se osigurao rad velike brzine i dobra ušteda energije, preporučljivo je koristiti kuglice različitih veličina.

Konstrukcije kugličnih ležajeva sastoje se od rotora koji je fiksno montiran na osovinu ili polugu radilice. Poželjno je da su osovina i poluga radilice izrađeni od čelika kako bi se omogućila bolja potisna opterećenja. Zatim, dizajn uključuje niz loptica različitih oblika i veličina raspoređenih u strukturu sličnu tobolcu. Dizajn kugličnog ležaja može biti jedan od sljedećeg:

Za rad velike brzine i energetsku učinkovitost, većina kugličnih ležajeva izrađena je s jednim rukavcem tipa tobolca. Ovaj raspored smanjuje količinu energije koja se gubi kao toplina provođenjem. Time se smanjuje količina topline, a povećava se količina trenja. Tobolci se zatim postavljaju u konusne noževe koji se koriste za prijenos rotacijskih sila. Sila primijenjena na tobolce prvenstveno je potrebna za pomicanje valjaka. Stoga, rotacijska sila koja se stvara tijekom rada može pomoći u smanjenju rasipanja energije.

Sekundarni mehanizam koji je uključen u proizvodnju mnogih dizajna kugličnih ležajeva je prisutnost radijalno pomičnih valjaka. Valjci su postavljeni uz pomoć niza mjenjačkih kutija koje pomažu valjcima da se kreću radijalno. Broj potrebnih valjaka ovisi o težini konstrukcije koju je potrebno izvesti, vrsti kotrljajućih tijela i vrsti ležaja.

Brojka 19 jedna je od najpoznatijih dizajnerskih figura u povijesti dizajna kugličnih ležajeva. Slika 19 odnosi se na kućište glavnog prijenosnika koje se nalazi na glavčini ili klipnom članu. Slika 19 sastoji se od cilindričnog vanjskog kućišta i niza kružnih unutarnjih prstenova. Unutarnji prsten je postavljen oko cilindrične unutarnje osovine koja je poznata kao brtva osovine; otuda i izraz "sile reakcije kugličnog ležaja".