Осевая нагрузка — допустимое усилие, действующее на вал редуктора вдоль его оси. Параметр ограничивает выбор типоразмера и ресурс упорных подшипников наряду с моментом и радиальной нагрузкой.
Осевая нагрузка (англ. axial load, thrust load) — это сила, приложенная к входному или выходному валу редуктора вдоль его геометрической оси, то есть параллельно валу. В отличие от консольной (радиальной) нагрузки, которая действует поперёк вала и создаёт изгибающий момент, осевая сила нагружает подшипниковый узел на сжатие или растяжение и воспринимается упорными или радиально-упорными подшипниками. В каталогах допустимая осевая нагрузка обозначается как FA и измеряется в ньютонах (Н) или килоньютонах (кН).
Продольная сила на валу возникает по нескольким причинам. Во-первых, при вертикальном монтаже редуктора вес насадных деталей и рабочего органа действует вдоль вала. Во-вторых, осевые составляющие даёт само зацепление: косозубые, конические и червячные передачи создают реактивную осевую силу, пропорциональную передаваемому моменту и углу наклона или конусности зубьев. В-третьих, осевое усилие приходит со стороны технологического процесса — это шнеки, экструдеры, мешалки и миксеры, насосы, подъёмные и тянущие механизмы. Дополнительный вклад вносят температурные деформации и предварительный натяг подшипников.
Подбор по моменту и передаточному числу — только первый шаг. Даже если редуктор проходит по крутящему моменту, реальная осевая сила на валу может превышать каталожное допустимое значение FA. В этом случае ресурс упорных подшипников и вала резко падает, появляется риск осевого смещения, контактной усталости дорожек и заклинивания. Поэтому при выборе типоразмера обязательно сверяют расчётную осевую нагрузку с паспортной, причём совместно с радиальной. Удобнее всего сделать это в калькуляторе подбора редуктора, а затем уточнить опорные характеристики по конкретной серии в каталоге.
На допустимое значение FA влияют ключевые факторы:
Осевая нагрузка не существует отдельно от остальных характеристик привода. Она связана с крутящим моментом на выходе (T = 9550·P·η/n₂), с типом передачи и углом зацепления, с положением монтажа, с сервис-фактором и режимом нагружения. Если расчётная осевая сила превышает допустимую, есть несколько корректных решений: выбрать редуктор большего типоразмера, перейти на исполнение с упорным или радиально-упорным подшипником, изменить схему монтажа, разгрузить вал дополнительной осевой опорой. Подбор выполняют итеративно, проверяя FA и FR совместно через калькулятор.
Рассчитайте типоразмер по мощности, моменту и оборотам.
Калькулятор подбора Получить КП
Осевая нагрузка (Fa) — это сила, действующая на вал редуктора вдоль его геометрической оси, то есть параллельно валу, на сжатие или растяжение. Она нагружает упорные элементы подшипникового узла и характеризует способность вала и опор воспринимать продольное усилие без потери ресурса. Возникает при вертикальном монтаже, осевом усилии от рабочей машины, реактивной силе косозубых, конических и червячных передач, и обязательно учитывается при подборе привода наряду с крутящим моментом и радиальной нагрузкой.
Осевая нагрузка Fa действует вдоль оси вала и нагружает подшипники на сжатие или растяжение, а консольная (радиальная) Fr — перпендикулярно оси и создаёт изгибающий момент на выступающей части вала. В ременных и цепных передачах преобладает радиальная составляющая, тогда как осевая характерна для косозубых и конических колёс, червячных передач, шнеков, вертикальных миксеров и мешалок. Обе силы проверяются по допустимым значениям конкретного типоразмера, причём действуют они, как правило, совместно.
Осевая нагрузка измеряется в ньютонах (Н), для крупных типоразмеров — в килоньютонах (кН). В каталогах она обозначается как Fa (axial load), часто с индексами Fa1 для входного и Fa2 для выходного вала. Допустимое значение приводится в таблицах для каждого типоразмера и зависит от типа подшипникового узла, частоты вращения и требуемого ресурса. Для ориентировки осевую нагрузку нередко принимают как долю радиальной — порядка 0,2–0,5·Fr, если иное не задано паспортом.
Источников несколько: вертикальный монтаж редуктора, когда вес рабочего органа и насадных деталей действует вдоль вала; реактивные осевые силы от косозубых, конических и червячных зацеплений; осевое усилие от технологического процесса — шнеки, экструдеры, мешалки, насосы, подъёмные механизмы. Дополнительно осевую составляющую дают температурные деформации и предварительный натяг. Сумму этих сил сравнивают с допустимой Fa типоразмера и при необходимости выбирают исполнение с упорным подшипником.
Подбор по крутящему моменту и передаточному числу — лишь первый шаг. Даже проходящий по моменту редуктор может оказаться перегружен по осевой силе, что снижает ресурс подшипников и вала. Поэтому расчётную Fa сверяют с паспортной для конкретного типоразмера и режима, учитывая её совместно с радиальной нагрузкой Fr через эквивалентную нагрузку подшипника. Удобнее всего выполнить проверку в калькуляторе подбора на /podbor, а затем уточнить опорные характеристики серии в /catalog/.
Перегрузка по осевой силе ведёт к ускоренному износу и разрушению упорных подшипников, повышенному нагреву узла, осевому смещению вала, появлению люфта и течи масла через манжету. В тяжёлых случаях возможны контактная усталость дорожек качения и заклинивание. Если расчётная осевая нагрузка близка к пределу, выбирают типоразмер большего размера, исполнение с упорным или радиально-упорным подшипником либо разгружают вал дополнительной осевой опорой — варианты доступны в /catalog/.
Редукторы серий ZR, ПР и МР проектируются как функциональные аналоги SEW-Eurodrive и NORD по присоединительным размерам, передаточным числам и допустимым нагрузкам на валы, включая осевую Fa. Это позволяет менять привод без переделки рамы и передачи. Значения осевой и радиальной нагрузки приведены в каталоге для каждого типоразмера и сопоставимы с импортными. Для точного подбора аналога под вашу позицию направьте марку и параметры через /podbor.
Гарантия 12 месяцев действует при эксплуатации в пределах паспортных значений, включая допустимую осевую нагрузку, поэтому её соблюдение обязательно. В заявке желательно указать направление и величину осевого усилия, положение монтажа (горизонтальный/вертикальный, валом вверх или вниз), тип передачи и режим работы — этого достаточно для проверки по Fa и Fr. Стоимость и сроки поставки сообщаем по запросу после подбора типоразмера на /podbor.
Осевая нагрузка — это сила, приложенная к выходному (или входному) валу редуктора вдоль его оси, на сжатие или растяжение, которую воспринимают упорные подшипники узла. Допустимая осевая нагрузка Fa определяет ресурс опор и вала и обязательно проверяется при подборе привода для косозубых, конических и червячных передач, шнеков, мешалок и вертикального монтажа — совместно с радиальной нагрузкой Fr.
| Обозначение силы | Fa (Fa1 — вход, Fa2 — выход) |
|---|---|
| Единица измерения | Н (ньютон), реже кН |
| Направление действия | вдоль оси вала, на сжатие или растяжение |
| Воспринимающий элемент | упорный / радиально-упорный подшипник |
| Ориентир от радиальной | Fa ≈ 0,2–0,5·Fr (если нет паспортного значения) |
| Диапазон для малых типоразмеров | ≈ 200–2 000 Н на выходном валу |
| Диапазон для крупных типоразмеров | ≈ 5 000–30 000 Н и выше |
| Направление силы (сжатие/растяжение) | допустимые значения для двух направлений могут различаться по схеме фиксации |
|---|---|
| Положение монтажа | вертикальное исполнение добавляет вес насадных деталей к осевой силе |
| Тип передачи (косозубая/коническая/червячная) | задаёт реактивную осевую составляющую зацепления |
| Частота вращения вала n | рост n сокращает ресурс упорных подшипников при той же нагрузке |
| Радиальная нагрузка Fr | действует совместно с осевой, входит в эквивалентную нагрузку подшипника |
| Требуемый ресурс Lh | увеличение ресурса требует снижения допустимой осевой нагрузки |
Подбор — в калькуляторе, аналог импорта — импортозамещение, модели — ZR, каталог — по типам.
