Mengapa permainan radial dan toleransi bukanlah satu dan sama

Ada beberapa kebingungan seputar hubungan antara ketepatan bantalan, toleransi pembuatannya, dan tingkat jarak internal atau 'permainan' antara jalur balapan dan bola.Di sini, Wu Shizheng, direktur pelaksana ahli 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 kita kenal sekarang sebagai Geometric Dimensioning & Tolerancing (GD&T).Parker memperhatikan bahwa meskipun beberapa bagian fungsional yang diproduksi untuk torpedo ditolak setelah pemeriksaan, mereka masih dikirim ke produksi.

Setelah diperiksa lebih dekat, dia menemukan bahwa pengukuran toleransilah yang harus disalahkan.Toleransi koordinat XY tradisional menciptakan zona toleransi persegi, yang mengecualikan bagian meskipun menempati titik di ruang melingkar melengkung di antara sudut persegi.Dia kemudian menerbitkan temuannya tentang cara menentukan posisi sebenarnya dalam sebuah buku berjudul Gambar dan Dimensi.

* Izin internal
Saat ini, pemahaman ini membantu kita untuk mengembangkan bantalan yang menunjukkan beberapa tingkat kelonggaran atau kelonggaran, atau dikenal sebagai jarak bebas internal atau, lebih khusus lagi, permainan radial dan aksial.Putaran radial adalah jarak bebas yang diukur tegak lurus terhadap sumbu bantalan dan permainan aksial adalah jarak bebas yang diukur secara paralel terhadap sumbu bantalan.

Permainan ini dirancang ke dalam bantalan sejak awal untuk memungkinkan bantalan mendukung beban dalam berbagai kondisi, dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti ekspansi suhu dan bagaimana pemasangan antara cincin dalam dan luar akan memengaruhi masa pakai bantalan.

Secara khusus, jarak bebas dapat memengaruhi kebisingan, getaran, tekanan panas, defleksi, distribusi beban, dan umur kelelahan.Putaran radial yang lebih tinggi diinginkan dalam situasi di mana cincin bagian dalam atau poros diharapkan menjadi lebih panas dan mengembang selama penggunaan dibandingkan dengan cincin bagian luar atau rumahan.Dalam situasi ini, kelonggaran pada bantalan akan berkurang.Sebaliknya, permainan akan meningkat jika ring luar mengembang lebih dari ring dalam.

Permainan aksial yang lebih tinggi diinginkan dalam sistem di mana ada ketidaksejajaran antara poros dan rumah karena ketidaksejajaran dapat menyebabkan bantalan dengan jarak bebas internal yang kecil cepat rusak.Jarak bebas yang lebih besar juga memungkinkan bantalan untuk mengatasi beban dorong yang sedikit lebih tinggi karena memperkenalkan sudut kontak yang lebih tinggi.

*Perlengkapan
Penting bagi para insinyur untuk mencapai keseimbangan yang tepat dari jarak bebas internal pada bantalan.Bantalan yang terlalu kencang dengan permainan yang tidak memadai akan menghasilkan panas dan gesekan berlebih, yang akan menyebabkan bola tergelincir di jalur balap dan mempercepat keausan.Demikian juga, terlalu banyak jarak akan meningkatkan kebisingan dan getaran serta mengurangi akurasi rotasi.

Clearance dapat dikontrol dengan menggunakan fit yang berbeda.Rekayasa cocok mengacu pada jarak antara dua bagian kawin.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 kelonggaran, kecocokan izin atau kecocokan interferensi yang ketat.

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 memperluas cincin bagian dalam.Kesesuaian yang serupa antara rumahan dan cincin luar pada bantalan dengan gerakan radial rendah akan menekan cincin luar dan mengurangi jarak lebih jauh.Ini akan menghasilkan jarak bebas internal yang negatif — secara efektif membuat poros lebih besar dari lubang — dan menyebabkan gesekan yang berlebihan dan kegagalan awal.

Tujuannya adalah agar permainan operasional nol saat bantalan berjalan dalam kondisi normal.Namun, permainan radial awal yang diperlukan untuk mencapai hal ini dapat menyebabkan masalah pada bola yang meluncur atau meluncur, mengurangi kekakuan dan akurasi rotasi.Pemutaran radial awal ini dapat dihilangkan menggunakan preloading.Preloading adalah cara menempatkan beban aksial permanen ke bantalan, setelah dipasang, dengan menggunakan mesin cuci atau pegas yang dipasang pada cincin bagian dalam atau luar.

Insinyur juga harus mempertimbangkan fakta bahwa lebih mudah mengurangi jarak bebas pada bantalan berpenampang tipis karena cincinnya lebih tipis dan lebih mudah berubah bentuk.Sebagai produsen bantalan kecil dan miniatur, JITO Bearings menyarankan pelanggannya agar lebih berhati-hati dengan pemasangan poros ke rumahan.Kebulatan poros dan housing juga lebih penting dengan bantalan tipe tipis karena poros yang tidak bulat akan mengubah bentuk cincin tipis dan meningkatkan kebisingan, getaran, dan torsi.

* Toleransi
Kesalahpahaman tentang peran permainan radial dan aksial telah membuat banyak orang bingung tentang hubungan antara permainan dan presisi, khususnya presisi yang dihasilkan dari toleransi manufaktur yang lebih baik.

Beberapa orang berpikir bahwa bantalan presisi tinggi hampir tidak boleh diputar dan harus diputar dengan sangat tepat.Bagi mereka, permainan radial yang longgar terasa kurang presisi dan memberikan kesan kualitas rendah, meskipun mungkin bantalan presisi tinggi sengaja dirancang dengan permainan yang longgar.Misalnya, kami telah bertanya kepada beberapa pelanggan kami di masa lalu mengapa mereka menginginkan bantalan dengan presisi lebih tinggi dan mereka mengatakan kepada kami bahwa mereka ingin, "mengurangi permainan".

Namun, memang benar toleransi meningkatkan presisi.Tidak lama setelah munculnya produksi massal, para insinyur menyadari bahwa tidaklah praktis atau ekonomis, bahkan jika memungkinkan, untuk membuat 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, ini telah mewakili toleransi yang diperbolehkan atau dapat diterima.Kelas toleransi untuk bantalan bola, yang dikenal sebagai peringkat ISO (metrik) atau ABEC (inci), mengatur penyimpangan yang diperbolehkan dan pengukuran penutup termasuk ukuran ring dalam dan luar serta kebulatan ring dan raceways.Semakin tinggi kelasnya dan semakin ketat toleransinya, semakin presisi bantalannya setelah dirakit.

Dengan mencapai keseimbangan yang tepat antara fitment dan pemutaran radial dan aksial selama penggunaan, para insinyur dapat mencapai jarak bebas operasional nol yang ideal dan memastikan kebisingan yang rendah dan rotasi yang akurat.Dengan melakukan itu, kita dapat menjernihkan kebingungan antara presisi dan permainan, dan dengan cara yang sama seperti Stanley Parker merevolusi pengukuran industri, secara mendasar mengubah cara kita memandang bantalan.


Waktu posting: Mar-04-2021