Има известно объркване около връзката между прецизността на лагера, неговите производствени толеранси и нивото на вътрешна хлабина или "игра" между каналите и сачмите.Тук Wu Shizheng, управляващ директор на експерта по малки и миниатюрни лагери JITO Bearings, хвърля светлина върху това защо този мит продължава да съществува и за какво трябва да внимават инженерите.
По време на Втората световна война, във фабрика за боеприпаси в Шотландия, малко известен човек на име Стенли Паркър разработва концепцията за истинска позиция или това, което днес познаваме като Геометрично оразмеряване и толерантност (GD&T).Паркър забеляза, че въпреки че някои от функционалните части, произведени за торпеда, бяха отхвърлени след проверка, те все още бяха изпратени в производство.
При по-внимателна проверка той установи, че вината е в измерването на толеранса.Традиционните толеранси на координатите XY създадоха квадратна зона на толеранс, която изключваше частта, въпреки че заемаше точка в извитото кръгло пространство между ъглите на квадрата.Той продължи да публикува откритията си за това как да се определи истинската позиция в книга, озаглавена Чертежи и размери.
*Вътрешен просвет
Днес това разбиране ни помага да разработваме лагери, които показват известно ниво на хлабина или разхлабване, иначе известно като вътрешна хлабина или по-конкретно радиална и аксиална хлабина.Радиалната хлабина е хлабината, измерена перпендикулярно на оста на лагера, а аксиалната хлабина е хлабината, измерена успоредно на оста на лагера.
Тази хлабина е проектирана в лагера от самото начало, за да позволи на лагера да поддържа натоварвания при различни условия, като се вземат предвид фактори като температурно разширение и как монтажът между вътрешния и външния пръстен ще повлияе на живота на лагера.
По-конкретно, хлабината може да повлияе на шума, вибрациите, топлинния стрес, деформацията, разпределението на натоварването и живота на умора.Желателна е по-голяма радиална хлабина в ситуации, при които се очаква вътрешният пръстен или вал да станат по-горещи и да се разширят по време на употреба в сравнение с външния пръстен или корпус.В тази ситуация хлабината в лагера ще намалее.Обратно, луфтът ще се увеличи, ако външният пръстен се разшири повече от вътрешния пръстен.
По-голямата аксиална хлабина е желателна в системи, където има несъосност между вала и корпуса, тъй като несъосността може да доведе до бърза повреда на лагер с малка вътрешна хлабина.По-голямата хлабина може също така да позволи на лагера да се справи с малко по-високи натоварвания, тъй като въвежда по-висок контактен ъгъл.
*Оборудване
Важно е инженерите да постигнат правилния баланс на вътрешната хлабина в лагера.Прекалено стегнатият лагер с недостатъчна хлабина ще генерира излишна топлина и триене, което ще доведе до плъзгане на сачмите по пистата и ще ускори износването.По същия начин твърде големият просвет ще увеличи шума и вибрациите и ще намали точността на въртене.
Просветът може да се контролира чрез използване на различни приспособления.Инженерните сглобки се отнасят до хлабината между две свързващи се части.Това обикновено се описва като вал в отвор и представлява степента на стегнатост или разхлабеност между вала и вътрешния пръстен и между външния пръстен и корпуса.Обикновено се проявява в хлабаво, хлабиново прилягане или плътно, намесено прилягане.
Плътното прилягане между вътрешния пръстен и вала е важно, за да се запази на място и да се предотврати нежелано пълзене или приплъзване, което може да генерира топлина и вибрации и да предизвика разграждане.
Въпреки това, намесата ще намали хлабината в сачмен лагер, тъй като разширява вътрешния пръстен.Подобно плътно прилягане между корпуса и външния пръстен в лагер с ниска радиална хлабина ще компресира външния пръстен и ще намали още повече хлабината.Това ще доведе до отрицателна вътрешна хлабина - ефективно превръщайки вала по-голям от отвора - и ще доведе до прекомерно триене и ранен отказ.
Целта е да има нулева хлабина, когато лагерът работи при нормални условия.Въпреки това първоначалната радиална игра, която е необходима за постигане на това, може да причини проблеми с плъзгане или плъзгане на топките, намалявайки твърдостта и точността на въртене.Този първоначален радиален луфт може да бъде премахнат чрез предварително натоварване.Предварителното натоварване е средство за прилагане на постоянно аксиално натоварване върху лагер, след като е монтиран, чрез използване на шайби или пружини, които са монтирани към вътрешния или външния пръстен.
Инженерите трябва също да вземат предвид факта, че е по-лесно да се намали хлабината в лагер с тънък профил, тъй като пръстените са по-тънки и по-лесни за деформиране.Като производител на малки и миниатюрни лагери, JITO Bearings съветва своите клиенти, че трябва да се внимава повече с монтажа на вал към корпуса.Заоблеността на вала и корпуса също е по-важна при лагерите от тънък тип, тъй като валът, който не е кръгъл, ще деформира тънките пръстени и ще увеличи шума, вибрациите и въртящия момент.
* Допустими отклонения
Неразбирането относно ролята на радиалната и аксиалната хлабина накара мнозина да объркат връзката между хлабина и прецизност, по-специално прецизността, която е резултат от по-добри производствени толеранси.
Някои хора смятат, че прецизният лагер не трябва да има почти никакъв луфт и че трябва да се върти много прецизно.За тях разхлабената радиална хлабина се чувства по-малко прецизна и създава впечатлението за ниско качество, въпреки че може да е високопрецизен лагер, умишлено проектиран с хлабава хлабина.Например, в миналото сме питали някои от нашите клиенти защо искат лагер с по-висока точност и те ни казаха, че искат да „намалят хлабината“.
Вярно е обаче, че толерантността подобрява прецизността.Малко след навлизането на масовото производство инженерите осъзнаха, че не е нито практично, нито икономично, ако изобщо е възможно, да се произвеждат два напълно еднакви продукта.Дори когато всички производствени променливи се поддържат еднакви, винаги ще има малки разлики между една единица и следващата.
Днес това представлява допустима или приемлива толерантност.Класовете на толерантност за сачмени лагери, известни като ISO (метрични) или ABEC (инчови) рейтинги, регулират допустимото отклонение и измерванията на покритието, включително размера на вътрешния и външния пръстен и заоблеността на пръстените и каналите.Колкото по-висок е класът и колкото по-строг е толерансът, толкова по-прецизен ще бъде лагерът, след като бъде сглобен.
Чрез постигане на правилния баланс между монтиране и радиална и аксиална хлабина по време на употреба, инженерите могат да постигнат идеалния нулев работен просвет и да осигурят нисък шум и точно въртене.Правейки това, можем да изчистим объркването между прецизност и луфт и по същия начин, по който Стенли Паркър направи революция в индустриалното измерване, фундаментално да променим начина, по който гледаме на лагерите.
Време на публикуване: 04 март 2021 г