Mengapa permainan radial dan toleransi tidak satu dan sama

Ada beberapa kebingungan seputar hubungan antara ketepatan sebuah bantalan, toleransi pembuatannya dan tingkat jarak internal atau 'permainan' antara balapan dan bola. Di sini, Wu Shizheng, direktur pengelola 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 itu adalah ukuran toleransi yang harus disalahkan. Toleransi koordinat XY tradisional menciptakan zona toleransi persegi, yang mengecualikan bagian tersebut meskipun menempati titik di ruang melingkar melengkung di antara sudut-sudut persegi. Ia melanjutkan temuannya tentang bagaimana menentukan posisi sebenarnya dalam buku berjudul Drawings and Dimensions.

* Izin internal
Saat ini, pemahaman ini membantu kita mengembangkan bantalan yang menunjukkan beberapa tingkat permainan atau kelonggaran, atau dikenal sebagai izin internal atau, lebih khusus lagi, permainan radial dan aksial. Putar radial adalah jarak bebas yang diukur tegak lurus dengan sumbu bantalan dan permainan aksial adalah jarak bebas yang diukur secara paralel dengan 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 penyesuaian 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. Pemutaran radial yang lebih tinggi diinginkan dalam situasi di mana cincin atau poros bagian dalam diharapkan menjadi lebih panas dan mengembang selama penggunaan dibandingkan dengan cincin luar atau rumah. Dalam situasi ini, permainan di baringan akan berkurang. Sebaliknya, pemutaran akan meningkat jika ring luar mengembang lebih dari ring bagian dalam.

Permainan aksial yang lebih tinggi diinginkan dalam sistem di mana ada ketidaksejajaran antara poros dan rumah karena ketidaksesuaian dapat menyebabkan bantalan dengan jarak internal kecil gagal dengan cepat. 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 internal dalam sebuah bearing. Bantalan yang terlalu ketat dengan permainan yang tidak memadai akan menghasilkan panas dan gesekan berlebih, yang akan menyebabkan bola tergelincir di jalur balap dan mempercepat keausan. Demikian pula, terlalu banyak jarak bebas akan meningkatkan kebisingan dan getaran serta mengurangi akurasi rotasi.

Jarak bebas dapat dikontrol dengan menggunakan setelan yang berbeda. Teknik pas 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 rumah. Biasanya memanifestasikan dirinya dalam fit yang longgar, jarak bebas atau ketat, interferensi.

Kesesuaian yang erat antara cincin bagian dalam dan poros penting untuk menjaganya tetap di tempatnya dan untuk mencegah rembesan atau selip yang tidak diinginkan, yang dapat menghasilkan panas dan getaran serta menyebabkan degradasi.

Namun, kesesuaian interferensi akan mengurangi jarak bebas pada bantalan bola saat itu memperluas cincin bagian dalam. Kesesuaian yang sama erat antara rumahan dan cincin luar pada bantalan dengan putaran radial rendah akan menekan cincin luar dan mengurangi jarak bebas lebih jauh. Ini akan menghasilkan jarak bebas internal negatif - secara efektif membuat poros lebih besar dari lubangnya - dan menyebabkan gesekan yang 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 dihapus menggunakan preloading. Preloading adalah cara memasang 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 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 kepada pelanggannya bahwa pemasangan poros ke rumah harus lebih berhati-hati. Kebulatan poros dan housing juga lebih penting dengan 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 ketepatan yang dihasilkan dari toleransi manufaktur yang lebih baik.

Beberapa orang berpikir bahwa bantalan presisi tinggi hampir tidak boleh dimainkan dan harus berputar dengan sangat tepat. Bagi mereka, permainan radial yang longgar terasa kurang presisi dan memberikan kesan kualitas yang rendah, meskipun mungkin bantalan tersebut memiliki presisi tinggi yang sengaja dirancang dengan permainan yang longgar. Misalnya, kami telah menanyakan beberapa pelanggan kami di masa lalu mengapa mereka menginginkan bantalan presisi yang lebih tinggi dan mereka telah memberi tahu kami bahwa mereka ingin, "kurangi permainan".

Namun, memang benar bahwa toleransi meningkatkan presisi. Tidak lama setelah munculnya produksi massal, para insinyur menyadari bahwa tidaklah praktis atau ekonomis, bahkan mungkin sama sekali, untuk membuat dua produk yang persis sama. Meskipun semua variabel manufaktur tetap sama, akan selalu ada perbedaan kecil antara satu unit dan unit berikutnya.

Hari ini, ini telah datang untuk 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 jalur balapan. Semakin tinggi kelasnya dan semakin ketat toleransinya, semakin presisi bantalan tersebut setelah dipasang.

Dengan mencapai keseimbangan yang tepat antara pemasangan dan pemutaran radial dan aksial selama penggunaan, para insinyur dapat mencapai izin operasional nol yang ideal dan memastikan kebisingan yang rendah dan rotasi yang akurat. Dengan demikian, kita dapat menjernihkan kebingungan antara presisi dan permainan dan, dengan cara yang sama Stanley Parker merevolusi pengukuran industri, secara fundamental mengubah cara kita memandang bearing.


Waktu posting: Mar-04-2021