Waarom radiale spel en verdraagsaamheid nie dieselfde is nie

Daar is verwarring oor die verband tussen die akkuraatheid van 'n laer, die vervaardigingstoleransies en die vlak van interne speling of 'speling' tussen die renbane en balle. Hier werp Wu Shizheng, besturende direkteur van klein- en miniatuurlagerskenner JITO Bearings, lig op waarom hierdie mite voortduur en waarna ingenieurs moet let.

Gedurende 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 alhoewel sommige van die funksionele onderdele wat vir torpedo's vervaardig word na die inspeksie verwerp word, dit steeds na die produksie gestuur word.

By nadere ondersoek het hy gevind dat die verdraagsaamheid die skuld gee. Die tradisionele XY-koördinaat-toleransies het 'n vierkantige toleransiesone geskep, wat die deel uitgesluit het, alhoewel dit 'n punt in die geboë sirkelvormige ruimte tussen die hoeke van die vierkant beklee het. Daarna publiseer hy sy bevindings oor hoe om die regte posisie in 'n boek getiteld Drawings and Dimensions te bepaal.

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

Hierdie toneelstuk is van meet af aan in die laer ontwerp om die laai in verskillende toestande te laat dra, met inagneming van faktore soos temperatuuruitbreiding en hoe die pasvorm tussen die binne- en buitenring die dra-lewe sal beïnvloed.

Spesifiek, klaring kan geraas, vibrasies, hittestres, afbuiging, lasverspreiding en vermoeidheidslewe beïnvloed. Hoër radiale spel is wenslik in situasies waar die binneste ring of as na verwagting warmer sal word en uitsit tydens gebruik in vergelyking met die buitenste ring of behuising. In hierdie situasie sal die spel in die laer verminder. Omgekeerd sal die spel toeneem as die buitenste ring meer uitbrei as die binneste ring.

Groter asspel is wenslik in stelsels waar daar 'n verkeerde uitlêing tussen die as en die behuising is, aangesien die uitlijnfout kan veroorsaak dat 'n laer met 'n klein binnespeling vinnig kan misluk. Groter speling kan ook die laer laat vaar met effens hoër stootbelasting, aangesien dit 'n hoër kontakhoek bied.

* Uitrustings
Dit is belangrik dat ingenieurs die regte balans van interne speling in 'n laer moet vind. 'N Te streng dra met onvoldoende spel sal oortollige hitte en wrywing oplewer, wat sal veroorsaak dat die balle in die renbaan gly en die slytasie versnel. Net so sal te veel klaring geraas en vibrasies verhoog en die rotasie akkuraatheid verminder.

Opruiming kan beheer word deur verskillende pasvorms te gebruik. Ingenieurswese verwys na die ruimte tussen twee paringsdele. Dit word gewoonlik beskryf as 'n as in 'n gat en verteenwoordig die mate van digtheid of losheid tussen die as en die binneste ring en tussen die buitenste ring en die behuising. Dit manifesteer gewoonlik in 'n los, vrye pas of 'n stywe steuring.

'N Vaste pas tussen die binneste ring en die as is belangrik om dit op sy plek te hou en om ongewenste kruip of gly te voorkom, wat hitte en vibrasies kan veroorsaak en agteruitgang kan veroorsaak.

'N Inmenging sal egter die speling in 'n kogellager verminder, aangesien dit die binneste ring uitbrei. 'N Net so stywe pas tussen die behuising en die buitenste ring in 'n laer met 'n lae radiale spel, sal die buitenste ring saamdruk en die speling nog verder verminder. Dit sal lei tot 'n negatiewe interne speling - wat die as effektief groter as die gat sal maak - en lei tot oormatige wrywing en vroeë mislukking.

Die doel is om geen operasionele spel te hê as die laer onder normale omstandighede loop nie. Die aanvanklike radiale spel wat nodig is om dit te bewerkstellig, kan egter probleme veroorsaak met balle wat gly of gly, wat die styfheid en rotasie-akkuraatheid verminder. Hierdie aanvanklike radiale spel kan met voorlaai verwyder word. Voorlading is 'n manier om 'n permanente asbelasting op die laer te plaas, sodra dit aangebring is, met behulp van ringe of vere wat teen die binneste of buitenste ring aangebring is.

Ingenieurs moet ook rekening hou met die feit dat dit makliker is om die speling in 'n dun snye te verminder, omdat die ringe dunner en makliker vervorm kan word. As vervaardiger van klein en miniatuur-laers adviseer JITO Bearings sy klante dat meer versigtig moet wees met skag-tot-behuising. Die rondheid van die as en die behuising is ook belangriker by dun tipe laers, want 'n as wat buite die ronde is, sal die dun ringe vervorm en geraas, vibrasie en wringkrag verhoog.

* Verdraagsaamheid
Die misverstand oor die rol van radiale en aksiale spel het daartoe gelei dat baie die verband tussen spel en presisie verwar, spesifiek die presisie wat die gevolg is van beter vervaardigingstoleransies.

Sommige mense dink dat 'n hoë presisie-laer byna geen spel moet hê nie en dat dit baie presies moet draai. Vir hulle voel 'n losse radiale spel minder presies en gee die indruk van lae gehalte, alhoewel dit 'n hoë-presisie dra wat doelbewus ontwerp is met los spel. Ons het in die verlede byvoorbeeld aan sommige van ons klante gevra waarom hulle 'n hoër akkuraatheid wil hê, en hulle het ons gesê dat hulle wil, "verminder die spel".

Dit is egter waar dat verdraagsaamheid die akkuraatheid verbeter. Nie lank na die aanbreek van massaproduksie nie, het ingenieurs besef dat dit nie prakties of ekonomies is nie, en dit selfs glad nie moontlik is nie, om twee produkte wat presies eenders is, te vervaardig. Selfs wanneer alle vervaardigingsveranderlikes dieselfde gehou word, sal daar altyd klein verskille wees tussen die een eenheid en die volgende.

Vandag is dit 'n toelaatbare of aanvaarbare verdraagsaamheid. Verdraagsaamheidsklasse vir kogellagers, bekend as ISO (metrieke) of ABEC (duim) waardes, reguleer die toelaatbare afwykings- en bedekkingsmetings, insluitend die binneste en buitenste ringgrootte en die rondheid van ringe en renbane. Hoe hoër die klas en hoe strenger die verdraagsaamheid, hoe akkurater sal die peiling wees as dit eers gemonteer is.

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


Pos tyd: Maart-04-2021