Waarom radiale spel en verdraagsaamheid nie een en dieselfde is nie

Daar is 'n mate van verwarring rondom die verband tussen die akkuraatheid van peiling, sy vervaardigingstoleransies en die vlak van interne speling of 'spel' tussen die renbane en balle. Hier werp Wu Shizheng, besturende direkteur van klein en miniatuur laers deskundige JITO Bearings, lig op hoekom hierdie mite voortduur en waarna ingenieurs moet uitkyk.

Tydens die Tweede Wêreldoorlog, in 'n ammunisiefabriek in Skotland, het 'n min bekende man met die naam Stanley Parker die konsep van ware posisie ontwikkel, of wat ons vandag ken as Geometric Dimensioning & Tolerancing (GD&T). Parker het opgemerk dat al word van die funksionele onderdele wat vir torpedo's vervaardig word na inspeksie afgekeur, dit steeds na produksie gestuur word.

By nadere ondersoek het hy gevind dat dit die toleransiemeting is wat die skuld kry. Die tradisionele XY-koördinaattoleransies het 'n vierkantige toleransiesone geskep, wat die deel uitgesluit het, al het dit 'n punt in die geboë sirkelvormige spasie tussen die vierkant se hoeke beset. Hy het voortgegaan om sy bevindinge oor hoe om ware posisie te bepaal in 'n boek getitel Drawings and Dimensions te publiseer.

* Interne klaring
Vandag help hierdie begrip ons om laers te ontwikkel wat 'n mate van speling of losheid toon, andersins bekend as interne speling of, meer spesifiek, radiale en aksiale speling. Radiale speling is die speling gemeet loodreg op die dra-as en aksiale speling is die speling gemeet parallel met die dra-as.

Hierdie speling is van die begin af in die laer ontwerp om die laer toe te laat om vragte in 'n verskeidenheid toestande te ondersteun, met inagneming van faktore soos temperatuuruitsetting en hoe die passing tussen die binne- en buiteringe laerlewe sal beïnvloed.

Spesifiek kan opruiming geraas, vibrasie, hittestres, defleksie, ladingverspreiding en moegheidslewe beïnvloed. Hoër radiale speling is wenslik in situasies waar die binneste ring of skag na verwagting warmer sal word en uitsit tydens gebruik in vergelyking met die buitenste ring of behuising. In hierdie situasie sal die speling in die peiling verminder. Omgekeerd sal spel toeneem as die buitenste ring meer as die binneste ring uitbrei.

Hoër aksiale speling is wenslik in stelsels waar daar 'n wanbelyning tussen as en behuising is, aangesien wanbelyning 'n laer met 'n klein interne speling vinnig kan laat misluk. Groter speling kan ook die laer toelaat om effens hoër stootbelastings te hanteer, aangesien dit 'n hoër kontakhoek instel.

* Toebehore
Dit is belangrik dat ingenieurs die regte balans van interne speling in 'n laer vind. ’n Te stywe laer met onvoldoende speling sal oortollige hitte en wrywing genereer, wat sal veroorsaak dat die balle in die renbaan gly en slytasie versnel. Net so sal te veel speling geraas en vibrasie verhoog en rotasie-akkuraatheid verminder.

Opruiming kan beheer word deur verskillende passings te gebruik. Ingenieurspassings verwys na die speling tussen twee parende dele. Dit word gewoonlik beskryf as 'n skag in 'n gat en verteenwoordig die mate van digtheid of losheid tussen die as en die binneste ring en tussen die buitenste ring en behuising. Dit manifesteer gewoonlik in 'n los, klaring pas of 'n stywe, interferensie pas.

’n Styf pas tussen die binnering en skag is belangrik om dit in plek te hou en om ongewenste kruip of gly te voorkom, wat hitte en vibrasie kan genereer en agteruitgang kan veroorsaak.

'n Interferensiepassing sal egter die speling in 'n kogellager verminder soos dit die binneste ring uitbrei. 'n Soortgelyke stywe passing tussen die behuising en buitenste ring in 'n laer met lae radiale speling sal die buitenste ring saamdruk en speling selfs verder verminder. Dit sal 'n negatiewe interne speling tot gevolg hê - wat die skag effektief groter as die gat maak - en lei tot oormatige wrywing en vroeë mislukking.

Die doel is om geen operasionele speling te hê wanneer die laer onder normale toestande loop nie. Die aanvanklike radiale speling wat nodig is om dit te bereik, kan egter probleme veroorsaak met balle wat gly of gly, wat styfheid en rotasie-akkuraatheid verminder. Hierdie aanvanklike radiale speling kan verwyder word deur vooraf te laai. Voorlaai is 'n manier om 'n permanente aksiale las op 'n laer te plaas, sodra dit aangebring is, deur wassers of vere te gebruik wat teen die binne- of buitenste ring gepas is.

Ingenieurs moet ook die feit in ag neem dat dit makliker is om speling in 'n dun-seksie laer te verminder, want die ringe is dunner en makliker om te vervorm. As 'n vervaardiger van klein en miniatuur laers, raai JITO Bearings sy klante aan dat meer versigtigheid geneem moet word met as-tot-behuising pas. As- en behuisingsrondheid is ook belangriker met dun tipe laers omdat 'n uit-ronde as die dun ringe sal vervorm en geraas, vibrasie en wringkrag verhoog.

*Toleransies
Die misverstand oor die rol van radiale en aksiale spel het daartoe gelei dat baie die verhouding tussen spel en presisie verwar het, spesifiek die akkuraatheid wat voortspruit uit beter vervaardigingstoleransies.

Sommige mense dink dat 'n laer met hoë presisie amper geen speling moet hê nie en dat dit baie presies moet draai. Vir hulle voel ’n los radiale speling minder presies en gee dit die indruk van lae gehalte, al is dit dalk ’n hoë-presisie laer wat doelbewus met los speling ontwerp is. Ons het byvoorbeeld van ons kliënte in die verlede gevra hoekom hulle 'n hoër-presisie peiling wil hê en hulle het vir ons gesê hulle wil "die speling verminder".

Dit is egter waar dat verdraagsaamheid presisie verbeter. Nie lank ná die koms van massaproduksie nie, het ingenieurs besef dat dit nie prakties nóg ekonomies is, as dit enigsins moontlik is, om twee produkte te vervaardig wat presies dieselfde is nie. Selfs wanneer alle vervaardigingsveranderlikes dieselfde gehou word, sal daar altyd klein verskille tussen een eenheid en die volgende wees.

Vandag het dit 'n toelaatbare of aanvaarbare verdraagsaamheid geword. Toleransieklasse vir kogellagers, bekend as ISO (metriese) of ABEC (duim) graderings, reguleer die toelaatbare afwyking en bedekkingsmetings, insluitend binne- en buiteringgrootte en die rondheid van ringe en renbane. Hoe hoër die klas en hoe strenger die toleransie, hoe meer presies sal die laer wees sodra dit saamgestel is.

Deur die regte balans tussen passing en radiale en aksiale speling tydens gebruik te tref, kan ingenieurs die ideale nul operasionele speling bereik en lae geraas en akkurate rotasie verseker. Sodoende kan ons die verwarring tussen presisie en spel uit die weg ruim en, op dieselfde manier as wat Stanley Parker 'n rewolusie in industriële meting gemaak het, die manier waarop ons na laers kyk, fundamenteel verander.


Postyd: Mar-04-2021