Yra tam tikra painiava dėl santykio tarp guolio tikslumo, jo gamybos tolerancijos ir vidinės klirenso lygio arba „žaidimo“ tarp bėgių takų ir rutulių. Čia Wu Shizheng, mažų ir miniatiūrinių guolių eksperto JITO Bearings generalinis direktorius, atskleidžia, kodėl šis mitas išlieka ir į ką inžinieriai turėtų atkreipti dėmesį.
Per Antrąjį pasaulinį karą šaudmenų gamykloje Škotijoje mažai žinomas žmogus, vardu Stanley Parkeris, sukūrė tikrosios padėties koncepciją arba tai, ką šiandien žinome kaip geometrinį matmenų nustatymą ir toleranciją (GD&T). Parkeris pastebėjo, kad nors kai kurios funkcinės dalys, gaminamos torpedoms, po patikrinimo buvo atmestos, jos vis tiek buvo siunčiamos į gamybą.
Atidžiau pažiūrėjęs jis nustatė, kad kaltas buvo tolerancijos matavimas. Tradicinės XY koordinačių leistinos nuokrypos sukūrė kvadratinę tolerancijos zoną, kuri neįtraukė dalies, net jei ji užėmė tašką išlenktoje apskritoje erdvėje tarp kvadrato kampų. Savo išvadas apie tai, kaip nustatyti tikrąją padėtį, jis paskelbė knygoje „Brėžiniai ir matmenys“.
* Vidinis prošvaisa
Šiandien šis supratimas padeda mums sukurti guolius, kurie pasižymi tam tikru laisvumo ar laisvumo lygiu, kitaip vadinamu vidine prošvaisa arba, konkrečiau, radialiniu ir ašiniu laisvumu. Radialinis laisvumas yra tarpas, matuojamas statmenai guolio ašiai, o ašinis laisvumas yra prošvaisa, išmatuota lygiagrečiai guolio ašiai.
Šis laisvumas nuo pat pradžių suprojektuotas į guolį, kad guolis atlaikytų apkrovas įvairiomis sąlygomis, atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip temperatūros plėtimasis ir kaip tvirtinimas tarp vidinio ir išorinio žiedų paveiks guolio tarnavimo laiką.
Konkrečiai, atstumas gali turėti įtakos triukšmui, vibracijai, karščiui, deformacijai, apkrovos pasiskirstymui ir nuovargio tarnavimo laikui. Didesnis radialinis laisvumas yra pageidautinas tais atvejais, kai tikimasi, kad vidinis žiedas arba velenas naudojimo metu įkais ir išsiplės, palyginti su išoriniu žiedu ar korpusu. Tokiu atveju guolio laisvumas sumažės. Ir atvirkščiai, žaismas padidės, jei išorinis žiedas išsiplės daugiau nei vidinis.
Didesnis ašinis laisvumas yra pageidautinas sistemose, kuriose yra nesutapimas tarp veleno ir korpuso, nes dėl nesutapimo gali greitai sugesti guolis su mažu vidiniu tarpu. Didesnė prošvaisa taip pat gali leisti guoliui atlaikyti šiek tiek didesnes traukos apkrovas, nes atsiranda didesnis kontaktinis kampas.
* Įrenginiai
Svarbu, kad inžinieriai nustatytų tinkamą guolio vidinio tarpo pusiausvyrą. Pernelyg įtemptas guolis ir nepakankamas laisvumas sukels perteklinę šilumą ir trintį, dėl ko rutuliai slys lenktynių trasoje ir pagreitins susidėvėjimą. Taip pat per didelis tarpas padidins triukšmą ir vibraciją bei sumažins sukimosi tikslumą.
Klirensas gali būti valdomas naudojant skirtingus tvirtinimo elementus. Inžineriniai sutapimai reiškia tarpą tarp dviejų besijungiančių dalių. Paprastai tai apibūdinama kaip velenas skylėje ir parodo sandarumo arba laisvumo laipsnį tarp veleno ir vidinio žiedo bei tarp išorinio žiedo ir korpuso. Paprastai tai pasireiškia laisvai, laisvai prigludusiu arba sandariu, trukdymu.
Labai svarbu tvirtai priglusti tarp vidinio žiedo ir veleno, kad jis liktų vietoje ir būtų išvengta nepageidaujamo šliaužimo ar slydimo, kuris gali sukelti šilumą ir vibraciją bei sukelti degradaciją.
Tačiau trukdžių tvirtinimas sumažins rutulinio guolio tarpą, nes jis išplečia vidinį žiedą. Panašiai sandariai prigludus tarp korpuso ir išorinio žiedo guolio su mažu radialiniu laisvumu, išorinis žiedas suspaustas ir dar labiau sumažės prošvaisa. Tai sukels neigiamą vidinį tarpą – efektyviai padarant veleną didesnį už skylę – ir sukels per didelę trintį bei ankstyvą gedimą.
Siekiama, kad guolis veikia normaliomis sąlygomis, kad laisvumas būtų nulinis. Tačiau pradinis radialinis laisvumas, reikalingas tai pasiekti, gali sukelti problemų dėl kamuoliukų slydimo ar slydimo, sumažinant standumą ir sukimosi tikslumą. Šį pradinį radialinį laisvumą galima pašalinti naudojant išankstinę apkrovą. Išankstinė apkrova – tai priemonė, skirta nuolatinei ašinei apkrovai uždėti guolį, kai jis sumontuotas, naudojant poveržles arba spyruokles, kurios yra pritvirtintos prie vidinio arba išorinio žiedo.
Inžinieriai taip pat turi atsižvelgti į tai, kad plono profilio guolio atstumą sumažinti lengviau, nes žiedai yra plonesni ir lengviau deformuojami. Kaip mažų ir miniatiūrinių guolių gamintoja, JITO Bearings pataria savo klientams, kad reikia daugiau dėmesio skirti veleno ir korpuso tvirtinimams. Veleno ir korpuso apvalumas taip pat yra svarbesnis naudojant plonus guolius, nes neapvalus velenas deformuos plonus žiedus ir padidins triukšmą, vibraciją ir sukimo momentą.
*Tolerancijos
Dėl nesusipratimo apie radialinio ir ašinio žaidimo vaidmenį daugelis supainiojo ryšį tarp žaidimo ir tikslumo, ypač tikslumo, atsirandančio dėl geresnių gamybos leistinų nuokrypių.
Kai kurie žmonės mano, kad didelio tikslumo guolis beveik neturi laisvumo ir turi suktis labai tiksliai. Jiems laisvas radialinis laisvumas atrodo ne toks tikslus ir sukuria prastos kokybės įspūdį, nors tai gali būti labai tikslus guolis, specialiai sukurtas su laisvu laisvumu. Pavyzdžiui, praeityje klausėme kai kurių savo klientų, kodėl jie nori didesnio tikslumo guolio, ir jie mums pasakė, kad nori „sumažinti laisvumą“.
Tačiau tiesa, kad tolerancija pagerina tikslumą. Netrukus po masinės gamybos atsiradimo inžinieriai suprato, kad gaminti du visiškai vienodus gaminius nėra nei praktiška, nei ekonomiška, jei iš viso įmanoma. Net jei visi gamybos kintamieji išlieka tokie patys, visada bus nedideli skirtumai tarp vieno ir kito vieneto.
Šiandien tai reiškia leistiną arba priimtiną toleranciją. Rutulinių guolių tolerancijos klasės, žinomos kaip ISO (metrinis) arba ABEC (colių) įvertinimai, reguliuoja leistiną nuokrypį ir dangos matavimus, įskaitant vidinio ir išorinio žiedo dydį bei žiedų ir bėgių takų apvalumą. Kuo aukštesnė klasė ir kuo griežtesnė paklaida, tuo tikslesnis bus surinktas guolis.
Naudodami tinkamą pusiausvyrą tarp tvirtinimo ir radialinio bei ašinio laisvumo, inžinieriai gali pasiekti idealų nulinį veikimo tarpą ir užtikrinti mažą triukšmą bei tikslų sukimąsi. Tai darydami galime išvalyti painiavą tarp tikslumo ir žaidimo ir, kaip Stanley Parkeris padarė revoliuciją pramoniniuose matavimuose, iš esmės pakeisti požiūrį į guolius.
Paskelbimo laikas: 2021-04-04
