Ada beberapa kebingungan seputar hubungan antara ketepatan bantalan, toleransi produksinya, dan tingkat jarak bebas internal atau 'permainan' antara lintasan dan bola. Di sini, Wu Shizheng, direktur pelaksana pakar bantalan kecil dan miniatur JITO Bearings, menjelaskan mengapa mitos ini tetap ada dan apa yang harus diwaspadai oleh para insinyur.
Selama Perang Dunia Kedua, di sebuah pabrik amunisi di Skotlandia, seorang pria yang kurang dikenal bernama Stanley Parker mengembangkan konsep posisi sebenarnya, atau yang sekarang kita kenal sebagai Geometric Dimensioning & Tolerancing (GD&T). Parker memperhatikan bahwa meskipun beberapa bagian fungsional yang diproduksi untuk torpedo ditolak setelah diperiksa, bagian tersebut masih dikirim ke produksi.
Setelah diperiksa lebih dekat, ia menemukan bahwa pengukuran toleransilah yang menjadi penyebabnya. Toleransi koordinat XY tradisional menciptakan zona toleransi persegi, yang mengecualikan bagian tersebut meskipun menempati suatu titik dalam ruang melingkar melengkung di antara sudut-sudut persegi. Ia kemudian mempublikasikan temuannya tentang cara menentukan posisi sebenarnya dalam buku berjudul Gambar dan Dimensi.
* Izin dalam
Saat ini, pemahaman ini membantu kita mengembangkan bantalan yang menunjukkan tingkat permainan atau kelonggaran tertentu, atau dikenal sebagai jarak bebas internal atau, lebih khusus lagi, permainan radial dan aksial. Permainan radial adalah jarak bebas yang diukur tegak lurus terhadap sumbu bantalan, dan permainan aksial adalah jarak bebas yang diukur sejajar dengan sumbu bantalan.
Permainan ini dirancang pada bantalan sejak awal agar bantalan dapat menopang beban dalam berbagai kondisi, dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti ekspansi suhu dan bagaimana pemasangan antara cincin dalam dan luar akan mempengaruhi umur bantalan.
Secara khusus, jarak bebas dapat mempengaruhi kebisingan, getaran, tekanan panas, defleksi, distribusi beban, dan umur kelelahan. Putaran radial yang lebih tinggi diinginkan dalam situasi di mana cincin atau poros bagian dalam diperkirakan menjadi lebih panas dan mengembang selama penggunaan dibandingkan dengan cincin atau wadah bagian luar. Dalam situasi ini, permainan pada bearing akan berkurang. Sebaliknya, permainan akan meningkat jika lingkar luar lebih mengembang dibandingkan lingkar dalam.
Permainan aksial yang lebih tinggi diinginkan dalam sistem di mana terdapat ketidaksejajaran antara poros dan rumahan karena ketidaksejajaran dapat menyebabkan bantalan dengan jarak bebas internal yang kecil cepat rusak. Jarak bebas yang lebih besar juga memungkinkan bantalan mengatasi beban dorong yang sedikit lebih tinggi karena sudut kontaknya lebih tinggi.
*Perlengkapan
Penting bagi para insinyur untuk mencapai keseimbangan yang tepat antara jarak bebas internal dalam suatu bantalan. Bantalan yang terlalu ketat dengan permainan yang tidak memadai akan menghasilkan panas dan gesekan berlebih, yang akan menyebabkan bola tergelincir di arena balap dan mempercepat keausan. Demikian pula, jarak bebas yang terlalu besar akan meningkatkan kebisingan dan getaran serta mengurangi akurasi rotasi.
Izin dapat dikontrol dengan menggunakan kecocokan yang berbeda. Kesesuaian teknik mengacu pada jarak bebas antara dua bagian yang berpasangan. Ini biasanya digambarkan sebagai poros dalam lubang dan mewakili tingkat kekencangan atau kelonggaran antara poros dan cincin bagian dalam dan antara cincin luar dan rumahan. Ini biasanya memanifestasikan dirinya dalam kecocokan yang longgar dan bebas atau kecocokan yang ketat dan mengganggu.
Kesesuaian yang erat antara cincin bagian dalam dan poros penting untuk menjaganya tetap di tempatnya dan untuk mencegah rambat atau selip yang tidak diinginkan, yang dapat menghasilkan panas dan getaran serta menyebabkan degradasi.
Namun, kecocokan interferensi akan mengurangi jarak bebas pada bantalan bola saat cincin bagian dalam mengembang. Kesesuaian yang serupa antara rumahan dan cincin luar pada bantalan dengan gerak radial rendah akan menekan cincin luar dan semakin mengurangi jarak bebas. Hal ini akan menghasilkan jarak bebas internal yang negatif — secara efektif membuat poros lebih besar dari lubang — dan menyebabkan gesekan berlebihan dan kegagalan dini.
Tujuannya adalah agar tidak ada permainan operasional saat bearing bekerja dalam kondisi normal. Namun, permainan radial awal yang diperlukan untuk mencapai hal ini dapat menyebabkan masalah pada bola yang tergelincir atau tergelincir, sehingga mengurangi kekakuan dan akurasi rotasi. Pemutaran radial awal ini dapat dihilangkan menggunakan pramuat. Pemuatan awal adalah cara memberikan beban aksial permanen ke bantalan, setelah dipasang, dengan menggunakan ring atau pegas yang dipasang pada cincin bagian dalam atau luar.
Insinyur juga harus mempertimbangkan fakta bahwa lebih mudah untuk mengurangi jarak bebas pada bantalan berpenampang tipis karena cincinnya lebih tipis dan lebih mudah berubah bentuk. Sebagai produsen bearing kecil dan mini, JITO Bearings menyarankan pelanggannya agar lebih berhati-hati saat memasang poros ke housing. Kebulatan poros dan housing juga lebih penting pada bantalan tipe tipis karena poros yang tidak bulat akan merusak bentuk cincin tipis dan meningkatkan kebisingan, getaran, dan torsi.
*Toleransi
Kesalahpahaman tentang peran permainan radial dan aksial telah menyebabkan banyak orang mengacaukan hubungan antara permainan dan presisi, khususnya presisi yang dihasilkan dari toleransi produksi yang lebih baik.
Beberapa orang berpikir bahwa bantalan presisi tinggi hampir tidak memiliki permainan dan harus berputar dengan sangat tepat. Bagi mereka, permainan radial yang longgar terasa kurang presisi dan memberikan kesan kualitas rendah, padahal bantalan tersebut mungkin berpresisi tinggi yang sengaja dirancang dengan permainan longgar. Misalnya, kami pernah bertanya kepada beberapa pelanggan kami mengapa mereka menginginkan bearing dengan presisi lebih tinggi dan mereka mengatakan kepada kami bahwa mereka ingin, “mengurangi permainan”.
Namun, memang benar bahwa toleransi meningkatkan presisi. Tidak lama setelah munculnya produksi massal, para insinyur menyadari bahwa tidaklah praktis dan ekonomis, bahkan mungkin mustahil, untuk memproduksi dua produk yang persis sama. Bahkan ketika semua variabel manufaktur tetap sama, akan selalu ada perbedaan kecil antara satu unit dengan unit berikutnya.
Saat ini, hal ini mewakili toleransi yang diperbolehkan atau dapat diterima. Kelas toleransi untuk bantalan bola, yang dikenal sebagai peringkat ISO (metrik) atau ABEC (inci), mengatur deviasi yang diperbolehkan dan pengukuran penutup termasuk ukuran cincin bagian dalam dan luar serta kebulatan cincin dan lintasan. Semakin tinggi kelasnya dan semakin ketat toleransinya, semakin presisi bearing setelah dirakit.
Dengan mencapai keseimbangan yang tepat antara fitment dan permainan radial dan aksial selama penggunaan, para insinyur dapat mencapai jarak operasional nol yang ideal dan memastikan kebisingan yang rendah dan rotasi yang akurat. Dengan melakukan hal ini, kita dapat menghilangkan kebingungan antara presisi dan permainan dan, dengan cara yang sama seperti Stanley Parker merevolusi pengukuran industri, secara mendasar mengubah cara kita memandang bearing.
Waktu posting: 04-03-2021
