Tím údržby nalisuje ložisko 6205 na hriadeľ, ktorý bol prestavaný zváraním a ručným sústružením. Ložisko sa nasunie dvoma ľahkými ťuknutiami, takže úlohu podpíšu. O osem týždňov neskôr nesie sedlo hriadeľa hrdzavohnedé jazvy, vnútorný krúžok sa okolo sedla o niekoľko stupňov vkrádal a maz je plný jemného železného prášku. Nič v ich tabuľke tolerancie lisovania ložísk nebolo nesprávne. Čítali z toho nesprávny riadok.
Tabuľka tolerancie lisovania vykoná presne jednu úlohu. Prevádza triedu tolerancie hriadeľa alebo puzdra na rozsah interferencií, zvyčajne udávaný v mikrónoch, pre daný otvor ložiska. Nepovie vám, či toto sedadlo prežije nárast teploty o 90 stupňov, či sa krúžok pri otáčajúcom zaťažení posúva alebo akú silu bude lis potrebovať. Pracovné poradie je jednoduché: vyberte uloženie zo smeru zaťaženia a rotácie, vyhľadajte výslednú interferenciu, potom skontrolujte stratu vôle a lisovaciu silu. Všetko nižšie sa riadi týmto poradím.
Čo prevádza tabuľka tolerancie tlače
Interferencia je dĺžka, nie percento. V prípade vnútorného krúžku ložiska na hriadeli je to vonkajší priemer hriadeľa mínus priemer otvoru ložiska a kladné číslo znamená, že krúžok musí byť natiahnutý, aby zapadol. Záporné čísla popisujú vôľu, nesedia, a práve z nich pochádzajú plazivé krúžky.
Takmer každá publikovaná tabuľka je postavená na triedach tolerancie ISO 286. Hriadele nesú malé písmená ako j, js, k, m, n, p a r; kryty nesú veľké písmená, ako napríklad H, J, K, M, N a P. Číslica za písmenom je trieda a trieda 6 je normálna voľba pre ložiskové sedadlá, pretože trieda 7 takmer zdvojnásobuje pásmo bez toho, aby si kúpila nejakú skutočnú výhodu.
Komplikáciou, ktorú väčšina grafov skrýva v poznámke pod čiarou, je, že diera pre valivé ložisko nie je nominálna diera. Ložiská normálnej triedy sa vyrábajú s dierou menovitého rozmeru alebo menšou a nikdy nie väčšou, takže pásmo odchýlky prebieha od nuly až po zápornú hranicu. Pre 25 mm otvor je tento pás 0 až mínus 10 mikrónov; pre 100 mm otvor je to 0 až mínus 20 mikrónov. Praktickým dôsledkom je, že interferencia, ktorú v skutočnosti získate, je väčšia, ako naznačuje samotná odchýlka hriadeľa, a rozpätie medzi najvoľnejšou a najtesnejšou zostavou je širšie, než väčšina dizajnérov predpokladá.
Pásy diery ložísk pochádzajú z normálnej triedy tolerancie a hodnoty interferencií spájajú celé záporné pásmo diery oproti odchýlke hriadeľa, takže pravý stĺpec popisuje rozsah pre najhorší prípad a nie jednu pevnú hodnotu.
Otvor ložiska (mm)
Tolerancia otvoru (mikróny)
Uloženie hriadeľa
Výsledné rušenie (mikróny)
10 až 18
0 až mínus 8
k6
1 až 20
18 až 30
0 až mínus 10
k6
2 až 25
18 až 30
0 až mínus 10
m6
8 až 31
30 až 50
0 až mínus 12
m6
9 až 37
50 až 80
0 až mínus 15
n6
20 až 54
80 až 120
0 až mínus 20
n6
23 až 65
Pozrite sa, aký široký je pravý stĺpec. 30 až 50 mm sedlo na hriadeli m6 môže mať 9 mikrónov alebo 37 mikrónov, v závislosti od toho, kde hriadeľ a krúžok dosadnú do svojich vlastných tolerančných pásiem. Ak návrh funguje iba na jednom konci tohto rozsahu, graf problém nevyriešil; len to presunulo do dielne.
Touto šírkou najviac trpia produkty s tenkými prstencami. Štandardné guľôčkové ložisko s hlbokou drážkou má stenu vnútorného krúžku dostatočne tenkú na to, aby niekoľko mikrónov navyše spotrebovalo merateľnú vnútornú vôľu, čo je dôvod, prečo jedna grafová čiara vhodná pre valčekové ložisko s ťažkým prierezom môže byť príliš agresívna pre malé guľôčkové ložisko s rovnakým otvorom.
Smer otáčania a zaťaženia Rozhodnite sa, ktorý krúžok je tesný
Tabuľka vám dáva čísla, nie rozhodnutia. Rozhodnutie začína jedinou otázkou: ktorý krúžok sa otáča vzhľadom na smer zaťaženia? Ktorýkoľvek krúžok nesie rotačné zaťaženie vzhľadom na vektor zaťaženia, musí byť uložený s presahom, pretože inak krúžok v malých prírastkoch prekĺzne okolo svojho sedla, opotrebuje sedlo a nakoniec zničí dieru aj hriadeľ.
Na typickom vstupe elektromotora alebo prevodovky sa vnútorný krúžok otáča s hriadeľom, zatiaľ čo smer zaťaženia zostáva zhruba fixovaný v priestore. Tento vnútorný krúžok pevne sedí, zvyčajne k6 alebo m6 na hriadeli, a vonkajší krúžok beží v puzdre H7 alebo J7, čo umožňuje ľahké zatlačenie alebo dokonca malú vôľu. Prevráťte usporiadanie, ako sa to stáva pri náboji kolesa alebo napínacej kladke, kde sa záťaž otáča s vonkajším krúžkom a logika sa obráti: puzdro sa stane pevným sedlom a hriadeľ sa stane voľným.
Tam, kde oba krúžky vidia rotujúce zaťaženie alebo kde rázové zaťaženie opačným smerom, nemôže byť uvoľnené žiadne sedadlo. Dvojradové ložiská s kosouhlým stykom sú v tejto situácii bežné, pretože prenášajú kombinované radiálne a axiálne zaťaženie z oboch smerov a ich dva rady zdieľajú zaťaženie, takže tlak sedadla zostáva mierny. Konštruktéri, ktorí ich špecifikujú, zvyčajne ponechajú hriadeľ na m6 a puzdro na N7 alebo P7, než aby uvoľnili jednu stranu.
Jeden detail sa dá ľahko prehliadnuť. Pevné a plávajúce usporiadanie potrebuje jedno ložisko umiestnené axiálne a jedno, ktoré sa môže posúvať, a plávajúce ložisko musí bežať na vôli alebo prechodovom uložení, aby hriadeľ mohol rásť bez zaťaženia valivých prvkov. Uzamknutie oboch koncov tesnými spojmi premení tepelný rast na problém s predpätím.
Čítanie rušivých čísel
Rušenie sa neškáluje s veľkosťou otvoru
Bežným predpokladom je, že zdvojnásobenie otvoru zdvojnásobí rušenie. Nie, aspoň nie pre pevnú triedu tolerancie. Odchýlky hriadeľa 6. stupňa rastú pomaly s priemerom, pretože sú zostavené z tolerančnej jednotky, ktorá stúpa s kubickou odmocninou priemeru, zatiaľ čo pás diery ložiska rastie v krokoch stanovených normou. Nižšie uvedená tabuľka ukazuje, čo to znamená v praxi.
Obrázok 1. Priemerná interferencia spôsobená hriadeľom m6 uloženým v piatich rozsahoch veľkostí otvoru.
Čitajte stĺpce ako priemery a nie ako ciele. Presun z 10 až 18 mm otvoru na 80 až 120 mm otvor zhruba zdvojnásobí priemernú interferenciu, z asi 13 mikrónov na asi 24 mikrónov, pričom samotný priemer narastá šesťkrát alebo viackrát. Táto medzera existuje, pretože tolerančná jednotka za hriadeľom triedy 6 rastie oveľa pomalšie ako menovitý priemer. Praktickým efektom je, že malé ložiská skončia proporcionálne tesnejšie, pokiaľ ide o napätie krúžku, ako veľké ložiská v rovnakej triede uloženia. To vysvetľuje, prečo sedlo k6, ktoré je jemné za 100 mm ložiskom, môže byť za 15 mm ložiskom výrazne pevné, a to je tiež dôvod, prečo sa malé vysokorýchlostné vretená často pohybujú o jeden stupeň voľnejšie. Pomocou výšky tyčí posúďte smer a veľkosť zmeny a potom pred rezaním kovu potvrďte skutočné medzné odchýlky v aktuálnom vydaní normy.
Tepelný rast môže vymazať fit
Rušenie nie je trvalé. Keď je vonkajší krúžok teplejší ako puzdro, alebo keď sa puzdro rozťahuje rýchlejšie ako ložisková oceľ, lícovanie sa uvoľní. Nasledujúci graf ukazuje, aká časť interferencie chladu prežije, keď teplota stúpa, pre tri bežné materiály krytu.
Obrázok 2. Percento pôvodnej interferencie zadržanej pri zvyšovaní prevádzkovej teploty materiálom krytu.
Hliníkové kryty sú v tomto porovnaní extrémnym prípadom. Ich tepelná rozťažnosť je zhruba dvojnásobná v porovnaní s ložiskovou oceľou, takže puzdro, ktoré má 20 mikrónov rušenia pri 20 stupňoch, môže stratiť väčšinu tejto priľnavosti, keď dosiahne 80 stupňový nárast teploty. Oceľové puzdro spárované s oceľovým ložiskom je oveľa stabilnejšie, pretože obe časti rastú takmer rovnakou rýchlosťou a uloženie sa sotva pohybuje. Medzi nimi je liatina, čo je jeden z dôvodov, prečo zostáva obľúbená pre skrine prevodoviek a čerpadiel. Z toho plynie ponaučenie, že vhodnosť sa musí posudzovať pri prevádzkovej teplote, nie na montážnom stole, a že akékoľvek hliníkové puzdro nesúce rotujúce zaťaženie potrebuje ťažšiu triedu, ako je m6 alebo n6, aby udržalo kontakt, keď je horúce. Tam, kde je puzdro horúce a nemožno mu priradiť vyššiu triedu, je axiálne polohovacie rameno alebo koncová svorka spoľahlivejšou odpoveďou ako pridávanie väčšieho rušenia. Teplota tiež vysvetľuje, prečo ložisko, ktoré bolo na testovacom stojane správne, sa môže v prevádzke po zvýšení výkonu motora stále plaziť.
Montážna sila, strata vôle a výber lícovania
Sila lisu sleduje interferenciu lineárne
Lisovacia sila rozhoduje o tom, či sa práca vykonáva pomocou hriadeľového lisu, hydraulického lisu alebo kladiva, ktoré by nikto nemal používať. Stúpa v priamej línii s interferenciou, čo uľahčuje odhad z grafu pred objednaním jednej časti. Nižšie uvedené hodnoty predpokladajú ložisko s otvorom 40 mm s vnútorným krúžkom širokým 15 mm nalisovaným na pevný oceľový hriadeľ.
Obrázok 3. Odhadovaná montážna sila pre ložisko s dierou 40 mm s vnútorným krúžkom širokým 15 mm na pevnom oceľovom hriadeli.
Každých ďalších 5 mikrónov interferencie pridá približne 3,6 kN montážnej sily, čo je druh priameho vzťahu, ktorý môžete držať v hlave na lavici. Linearita je užitočná, pretože vám umožňuje určiť veľkosť lisu z tabuľky bez vykonania úplného výpočtu kontaktného napätia a tiež vysvetľuje, prečo sa tolerančné vrstvy počas montáže najviac zahryznú. Sedlo navrhnuté okolo 15 mikrónov môže vyžadovať dvojnásobok očakávanej sily, ak hriadeľ aj krúžok pristanú na tesnom konci svojich pásov. Kvalitným signálom, ktorý stojí za to zaznamenať, je aj sila: ak sa ručne nasunie ložisko, ktoré by malo potrebovať 12 kN, sedadlo je poddimenzované, a ak potrebuje oveľa viac, ako sa odhaduje, je sedadlo predimenzované, zúžené alebo poškodené. Plný poradie montáže pre dvojradové ložiská s kosouhlým stykom stojí za prečítanie pred použitím ktoréhokoľvek z týchto čísel, pretože sila by mala vždy prechádzať cez prstenec, ktorý sa nasadzuje, nikdy nie cez guľôčky.
Samotné rušenie nehodnotí fit. Trieda, ktorá vyzerá tesne v mikrónoch, sa môže stále ľahko montovať, ak je sedlo krátke a krúžok je malý, a trieda, ktorá vyzerá mierne, môže byť nepríjemná, ak je puzdro tenkostenné. Radarová tabuľka nižšie hodnotí tri bežné triedy hriadeľov v porovnaní s piatimi praktickými kritériami.
Obrázok 4. Relatívne hodnotenie troch tried uloženia hriadeľa podľa piatich praktických výberových kritérií.
js6 sa ľahko montuje a ľahko odníma, ale ponúka najmenší odpor voči tečeniu, preto patrí na ľahké, stabilné, v podstate nerotujúce bremená, kde už axiálny pohyb bráni polohovacie rameno. k6 je univerzálna odpoveď na normálne radiálne zaťaženie na otočnom vnútornom krúžku a stále umožňuje demontáž pomocou štandardného sťahováka. m6 vymení pohodlie pri montáži za pevnejšie uchopenie, čo je to, čo ťažké alebo nárazové zaťaženie, tenkostenné puzdro alebo hliníkové sedadlo skutočne potrebujú. Žiadna z troch víťazstiev na každej osi, a to je zmysel ich porovnávania týmto spôsobom namiesto čítania jedného interferenčného obrazca. Ak v histórii zlyhania vášho stroja dominujú vibrácie a tečenie, akceptujte užšiu montáž a naplánujte si správny lis s kontrolovaným tlakomerom. Ak je skutočným obmedzením prístup k službe, prijmite voľnejšiu triedu a pridajte funkciu axiálneho určovania polohy, aby krúžok nemohol chodiť.
Praktický kontrolný zoznam predtým, ako sa pustíte do fitka
Rozhodnite, ktorý krúžok sa otáča vzhľadom na smer zaťaženia. Tento krúžok zapadne s presahom a druhý s prechodom alebo vôľou.
Premeňte triedu vŕtania ložiska na pásmo odchýlky. Normálne vývrty triedy nie sú nikdy príliš veľké, takže pásmo vždy beží od nuly smerom nadol.
Skontrolujte rušenie pri prevádzkovej teplote, nie pri izbovej teplote, najmä pri hliníkových alebo horčíkových krytoch.
Odhadnite lisovaciu silu z tabuľky a porovnajte ju s lisovacou kapacitou a montážnou silou, ktorú krúžok bezpečne znesie.
Presvedčte sa, že vôľa spotrebovaná interferenciou nezaberá viac ako približne polovicu vnútornej vôle ložiska.
Overte si, či váš proces obrábania skutočne dokáže udržať toleranciu, ktorú ste zadali. Žiadna tabuľka neprežije sústruh, ktorý nedokáže udržať 10 mikrónov.
Nič z toho nenahrádza štandard. Graf je skratka cez tabuľky ISO a tieto tabuľky sa medzi vydaniami menia. Tabuľka vám ponúka rýchly spôsob, ako skontrolovať dizajn predtým, ako sa dostane na výrobnú úroveň: najprv rozsah rušenia, potom tepelná strata, po tretie sila lisovania, ako posledná odolnosť proti tečeniu. o Ložisko Ningbo Wanshun , vyrábame ložiská s hlbokou drážkou a dvojradové ložiská s kosouhlým stykom v rozsahu vŕtania 10 až 120 mm a oveľa radšej odpovieme na otázku vhodnosti pred zapnutím lisu ako po vyradení sedla hriadeľa.
