Kodėl radialinis žaidimas ir tolerancija nėra tas pats

Tarp guolio tikslumo, jo gamybos tolerancijos ir vidinio prošvaisos ar „žaidimo“ tarp bėgių ir rutulių lygio yra painiavos. Čia Wu Shizhengas, mažų ir miniatiūrinių guolių eksperto „JITO Bearings“ generalinis direktorius, nušviečia, kodėl šis mitas išlieka ir į ką turėtų atkreipti dėmesį inžinieriai.

Antrojo pasaulinio karo metu Škotijos amunicijos fabrike mažai žinomas žmogus, vardu Stanley Parker, sukūrė tikrosios padėties koncepciją arba tai, ką šiandien žinome kaip „Geometric Dimensioning & Tolerancing“ (GD&T). Parkeris pastebėjo, kad nors kai kurios funkcinės dalys, gaminamos torpedoms, buvo patikrintos, jos vis tiek buvo siunčiamos į gamybą.

Atidžiau apžiūrėjęs jis nustatė, kad kaltas buvo tolerancijos matavimas. Tradiciniai XY koordinačių nuokrypiai sukūrė kvadrato tolerancijos zoną, kuri pašalino dalį, net jei ji užėmė tašką kreivoje apskritimo erdvėje tarp kvadrato kampų. Savo išvadas apie tai, kaip nustatyti tikrąją padėtį, jis paskelbė knygoje „Piešiniai ir matmenys“.

* Vidinis klirensas
Šiandien šis supratimas padeda mums sukurti guolius, kurie pasižymi tam tikru žaidimo ar laisvumo lygiu, kitaip vadinamu vidiniu tarpu arba, tiksliau, radialiniu ir ašiniu žaidimu. Radialinis laisvumas yra atstumas, išmatuotas statmenai guolio ašiai, o ašinis atstumas yra atstumas, išmatuotas lygiagrečiai guolio ašiai.

Šis tarpas yra suprojektuotas į guolį nuo pat pradžių, kad guolis galėtų išlaikyti apkrovas įvairiomis sąlygomis, atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip temperatūros plėtimasis ir tai, kaip tvirtinimas tarp vidinių ir išorinių žiedų paveiks guolio tarnavimo laiką.

Konkrečiai, atstumas gali turėti įtakos triukšmui, vibracijai, šilumos įtempiui, deformacijai, apkrovos pasiskirstymui ir nuovargio trukmei. Didesnis radialinis laisvumas yra pageidautinas situacijose, kai tikimasi, kad vidinis žiedas ar velenas naudojimo metu taps karštesnis ir išsiplės, palyginti su išoriniu žiedu ar korpusu. Šioje situacijoje guolio žaidimas sumažės. Ir atvirkščiai, žaidimas padidės, jei išorinis žiedas išsiplės labiau nei vidinis žiedas.

Didesnis ašinis laisvumas yra pageidautinas sistemose, kuriose yra veleno ir korpuso nesutapimas, nes dėl nesutapimo gali greitai sugesti mažą vidinį tarpą turintis guolis. Didesnis tarpas taip pat gali leisti guoliui susidoroti su šiek tiek didesnėmis traukos apkrovomis, nes tai padidina kontakto kampą.

* Priedai
Svarbu, kad inžinieriai užtikrintų reikiamą vidinio guolio balanso pusiausvyrą. Pernelyg griežtas guolis, esant nepakankamai laisvai, sukurs perteklinę šilumą ir trintį, dėl ko kamuoliai slysta lenktynių trasa ir pagreitina susidėvėjimą. Taip pat per didelis atstumas padidins triukšmą ir vibraciją bei sumažins sukimosi tikslumą.

Klirensą galima kontroliuoti naudojant skirtingus priepuolius. Inžineriniai tinkamumai reiškia tarpą tarp dviejų poravimosi dalių. Tai paprastai apibūdinama kaip skylė skylėje ir atspindi sandarumo ar laisvumo laipsnį tarp veleno ir vidinio žiedo bei tarp išorinio žiedo ir korpuso. Paprastai tai pasireiškia laisvu, laisvu arba griežtu kišimusi.

Tvirtas vidinio žiedo ir veleno tvirtinimas yra svarbus norint išlaikyti jį vietoje ir išvengti nepageidaujamo šliaužimo ar slydimo, kuris gali sukelti šilumą ir vibraciją bei sukelti degradaciją.

Tačiau trukdžių pritaikymas sumažins rutulinio guolio tarpą, nes jis išplečia vidinį žiedą. Panašiai tvirtai prigludęs tarp korpuso ir išorinio žiedo guolyje su mažu radialiniu tarpu, išorinis žiedas bus suspaustas ir dar labiau sumažintas tarpas. Tai sukels neigiamą vidinį tarpą - tai padarys veleną didesnį nei skylė - ir sukels per didelę trintį ir ankstyvą gedimą.

Tikslas yra nulinis veikimo laisvumas, kai guolis veikia normaliomis sąlygomis. Tačiau pradinis radialinis žaidimas, reikalingas tam pasiekti, gali sukelti kamuoliukų slydimo ar slinkimo problemų, sumažindamas standumą ir sukimosi tikslumą. Šį pradinį radialinį žaidimą galima pašalinti iš anksto įkėlus. Išankstinis pakrovimas - tai priemonė, padedanti nuolatinę ašinę apkrovą ant guolio, kai tik jis sumontuotas, naudojant poveržles ar spyruokles, pritvirtintas prie vidinio ar išorinio žiedo.

Inžinieriai taip pat turi atsižvelgti į tai, kad plono profilio guolyje lengviau sumažinti tarpą, nes žiedai yra plonesni ir lengviau deformuojami. Būdama mažų ir miniatiūrinių guolių gamintoja, „JITO Bearings“ pataria savo klientams, kad reikia labiau rūpintis tvirtinimo detalėmis nuo veleno iki korpuso. Veleno ir korpuso apvalumas taip pat yra svarbesnis plono tipo guoliuose, nes ne apvalus velenas deformuos plonus žiedus ir padidins triukšmą, vibraciją ir sukimo momentą.

* Tolerancijos
Nesusipratimas dėl radialinio ir ašinio žaidimo vaidmens paskatino daugelį supainioti žaidimo ir tikslumo santykį, ypač tikslumą, kuris atsiranda dėl geresnių gamybos tolerancijos.

Kai kurie žmonės mano, kad didelio tikslumo guolis neturi beveik laisvai atsilikti ir kad jis turi suktis labai tiksliai. Jiems laisva radialinė pjesė jaučiasi ne tokia tiksli ir sukuria žemos kokybės įspūdį, net jei tai gali būti labai tikslus guolis, sąmoningai suprojektuotas laisvai žaidžiant. Pavyzdžiui, praeityje mes paklausėme kai kurių klientų, kodėl jie nori tikslesnio guolio, ir jie mums pasakė, kad nori „sumažinti laisvumą“.

Tačiau tiesa, kad tolerancija pagerina tikslumą. Neilgai trukus po to, kai atsirado masinė gamyba, inžinieriai suprato, kad nėra praktiška ir ekonomiška, jei tai apskritai įmanoma, gaminti du visiškai vienodus produktus. Net jei visi gamybos kintamieji yra vienodi, tarp vieno ir kito vieneto visada bus skirtumų.

Šiandien tai reiškia leistiną ar priimtiną toleranciją. Rutulinių guolių tolerancijos klasės, žinomos kaip ISO (metrinės) arba ABEC (colių) normos, reguliuoja leistiną nuokrypį ir padengia matavimus, įskaitant vidinio ir išorinio žiedo dydį bei žiedų ir bėgių takelių apvalumą. Kuo aukštesnė klasė ir kuo griežtesnė tolerancija, tuo tikslesnis bus jo montavimas.

Naudodamiesi tinkama pusiausvyra tarp tvirtinimo ir radialinio bei ašinio žaidimo, inžinieriai gali pasiekti idealų nulinį darbinį atstumą ir užtikrinti mažą triukšmą ir tikslų sukimąsi. Tai darydami galime išaiškinti tikslumo ir žaidimo painiavą ir, lygiai taip pat, kaip Stanley Parkeris pakeitė pramonės matavimą, iš esmės pakeičiame požiūrį į guolius.


Skelbimo laikas: kovo-04-2021