شافت موتور 30 میلی متری را تصور کنید که 29.993 میلی متر در صندلی بلبرینگ اندازه دارد. قطر نامی سوراخ یاتاقان 30 میلیمتر است، اما بدون دانستن اینکه آیا این برنامه به تناسب خلاص، جابجایی یا تداخل نیاز دارد، نمیتوانید تصمیم بگیرید که آیا آن شفت قابل استفاده است یا خیر.
نتیجه گیری ساده است: تناسب یاتاقان ها و تحمل ها باید به عنوان یک تصمیم طراحی تلقی شود، نه یک فکر بعدی. به عنوان یک سازنده بلبرینگ دقیق ، ما شاهد بسیاری از خرابی های زودرس هستیم که ناشی از نقص مادی نیست، بلکه به دلیل یک تناسب اشتباه است. تناسب خوب حلقه را به طور ایمن در موقعیت خود نگه می دارد، فضای داخلی را حفظ می کند و صدای اجرا را کم نگه می دارد.
در واقع تناسب و تحمل بلبرینگ به چه معناست
تناسب یاتاقان رابطه بین دو قطر جفت شدن را توصیف می کند: سوراخ یاتاقان با شفت و قطر بیرونی یاتاقان با سوراخ محفظه. تلورانس ها تغییرات قابل قبول هر قطر را مشخص می کنند. تناسب نتیجه ترکیبی آن تحمل هاست.
اگر شفت بزرگتر از سوراخ باشد، تناسب یک تناسب تداخلی است. اگر شکاف قابل اندازه گیری وجود داشته باشد، این یک تناسب خالی است. اگر دو قطر بسته به اندازهگیریهای واقعی با هم همپوشانی داشته باشند، یک تناسب انتقالی است. هر خانواده مناسب هدف متفاوتی را دنبال می کند.
مناسب خانواده ها و عملکردهای معمول آنها
خانواده مناسب
نتیجه روی سطح جفت گیری
استفاده معمولی
مناسب ترخیص
یک شکاف کوچک بین حلقه یاتاقان و قسمت جفت گیری باقی می ماند
حلقه بیرونی ثابت با جهت بار ثابت
مناسب انتقال
یک فاصله کوچک یا یک تداخل کوچک ممکن است رخ دهد
تجهیزات و قطعات حساس به تراز که اغلب جدا می شوند
مناسب تداخل
حلقه یاتاقان توسط شفت یا محفظه فشرده می شود
بارهای حلقه داخلی چرخان و کاربردهای با بار بالا
برای یک شفت چرخان، یک حلقه داخلی که روی شفت شل است می تواند در مقابل شفت بچرخد و علائم خزش و سایش ایجاد کند. برای یک حلقه بیرونی ثابت، جای محکم محفظه می تواند حلقه را تغییر شکل دهد و فاصله داخلی موثر را کاهش دهد. به همین دلیل است که سازنده بلبرینگ، طراح شفت و تیم تعمیر و نگهداری باید از یک زبان استفاده کنند.
کلاس های تحمل و تأثیر عملی آنها
کلاس های تحمل معمولاً P0 (عادی)، P6، P5، P4 و P2 نوشته می شوند. هرچه این عدد کمتر باشد، تحمل تولید بیشتر است. برای بسیاری از موتورها، پمپ ها، نوار نقاله ها و گیربکس های معمولی، P0 قابل قبول است. برای اتصالات ربات، دوک های اندازه گیری و کاربردهای با سرعت بالا، P5 یا P4 خروجی شعاعی و پیش بارگذاری ثابت تری می دهد. در بلبرینگهای تماس زاویهای دو ردیفه، تلرانس بیشتر به توزیع یکنواخت بار بین دو ردیف کمک میکند.
میله های افقی عرض نسبی باند ابعادی قابل قبول را برای چهار کلاس تحمل رایج مقایسه می کنند. کلاس معمولی گسترده ترین است و برای بسیاری از بلبرینگ های همه منظوره کافی است. P6 و P5 باند را به طور معنیداری کاهش میدهند و به عملکرد آرامتر و پیشبارگذاری ثابتتر کمک میکنند. P4 معمولاً برای دوک های دقیق، تجهیزات اندازه گیری و اتصالات ربات رزرو می شود. در تولید، کلاس های تحمل سخت تر با هزینه سنگ زنی بالاتر و آماده سازی شفت و محفظه سخت تر همراه است. بنابراین، به جای سفارش دقیق ترین درجه موجود، کلاسی را انتخاب کنید که با برنامه مطابقت دارد.
وقتی مشخصات ماشین فقط یک عدد بلبرینگ را فهرست می کند، کلاس تحمل، تناسب و فاصله عملیاتی را حذف می کند. یک مشخصات کامل باید تلورانس شفت و تحمل محفظه را نیز بیان کند. این امر به ویژه زمانی مهم است که یاتاقان باید با سرعت بالا کار کند یا بار ترکیبی را حمل کند.
برای بلبرینگ های دو ردیفه تماسی زاویه ای در سری های 32 و 33، زاویه تماس و مسیر بار تحت تأثیر تناسب قرار دارند. تناسب شفت محکم تر می تواند پیش بارگذاری موثر را افزایش دهد و یاتاقان را گرمتر از حد انتظار می کند. به همین دلیل است که قبل از توصیه یک سری خاص، شرایط نصب کامل را مورد بحث قرار می دهیم.
تناسب شفت و تناسب مسکن: از بار شروع کنید
جهت بار اولین چیزی است که باید بررسی شود. اگر حلقه داخلی با شفت بچرخد و جهت بار ثابت باشد، حلقه داخلی نیاز به تداخل دارد. اگر بار با حلقه بیرونی می چرخد، حلقه بیرونی باید محکم تر در محفظه نگه داشته شود. نقطه شروع متداول برای بلبرینگ های کوچک و متوسط، اتصال شفت k5 یا k6 با بدنه H7 است.
بارهای سنگین تر و گشتاور بیشتر به m6 یا n6 نیاز دارند. کلاس تلرانس دقیق با قطر شفت تغییر می کند، بنابراین تناسبی که برای شفت 20 میلی متری کار می کند به طور خودکار برای شفت 50 میلی متری درست نیست. نمودار زیر یک مقیاس سفت شدن نسبی را برای نمادهای معمولی مناسب شفت نشان می دهد.
این ستون ها مقیاس سفت شدن نسبی را برای چهار نماد معمولی مناسب شفت که با بلبرینگ ها استفاده می شود نشان می دهد. فیت j6 یک تناسب انتقالی است که در بسیاری از موارد با فشار کم قابل مونتاژ است. فیت k6 تداخل نوری ایجاد می کند و برای شفت موتورهای الکتریکی رایج است. مناسب m6 تداخل قوی تری برای بارهای چرخشی متوسط ایجاد می کند. تناسب n6 دوباره محکم تر است و فقط زمانی باید انتخاب شود که برنامه به وضوح آن را بخواهد. مقادیر تداخل دقیق به قطر واقعی شفت و درجه تحمل بستگی دارد، بنابراین همیشه جدول تحمل استاندارد را برای اندازه خاص بررسی کنید.
مناسب شروع معمولی برای کاربردهای صنعتی رایج
کاربرد
تناسب شفت
مناسب مسکن
چرا کار می کند
موتور الکتریکی
k5 یا k6
H7
بار حلقه داخلی چرخان با افزایش دما متوسط
گیربکس کوچک
m6
H7
گشتاور بیشتر و بار نوسانی
فن یا پمپ
k6
H7
سرعت متوسط و جهت بار ثابت
قرقره نقاله
m6
J7
بار شعاعی سنگین و نیاز به کنترل تراز
این نقاط شروع باید همیشه در برابر بار واقعی، مواد محفظه و دمای عملیاتی بررسی شوند. یک محفظه آلومینیومی متفاوت از چدن منبسط می شود و یک محفظه با دیواره نازک در اثر تداخل راحت تر تغییر شکل می دهد. تصمیم نهایی باید بر اساس تناسب موثر در مونتاژ کامل باشد.
پاکسازی داخلی: آنچه پس از نصب تغییر می کند
فاصله داخلی شکاف بین عناصر نورد و مسیرهای مسابقه قبل از نصب است. یاتاقان با ترخیص C3 فضای داخلی بیشتری نسبت به یاتاقان های ترخیص معمولی دارد، در حالی که C2 فضای کمتری دارد. نصب، فاصله را تغییر می دهد. هنگامی که یک حلقه داخلی بر روی یک محور قرار می گیرد، منبسط می شود و این انبساط فضای موجود برای توپ ها یا غلطک ها را کاهش می دهد.
بنابراین ترخیص کاتالوگ تنها نقطه شروع است. فاصله موثر پس از نصب چیزی است که بر نویز، گرما و عمر خستگی تأثیر می گذارد. تناسبی که روی کاغذ قابل قبول به نظر میرسد، اگر تداخل بیش از حد فضای داخلی را مصرف کند، همچنان میتواند باعث گرم شدن یاتاقان شود.
نمودار خطی کاهش معمولی در فاصله شعاعی داخلی بلبرینگ را هنگامی که یک حلقه داخلی بر روی یک محور فولادی جامد نصب میشود، نشان میدهد. با افزایش تناسب تداخل، حلقه داخلی منبسط می شود و قطر راهرو بزرگتر می شود. برای یک شفت فولادی جامد، یک قانون مفید این است که حدود 70 درصد تداخل موثر به از دست دادن فاصله منتقل می شود. به همین دلیل است که اگر شفت خیلی سفت باشد، فاصله ظاهراً طبیعی C3 میتواند پس از نصب ناپدید شود. فاصله نصب شده، نه فاصله کاتالوگ، چیزی است که دمای کار و رفتار نویز را تعیین می کند. همیشه قبل از تصمیم گیری در مورد اینکه آیا C2، نرمال یا C3 نقطه شروع مناسب است، وضعیت نصب شده را تخمین بزنید.
برای بلبرینگ های دو ردیفه تماس زاویه ای، انتخاب تناسب نیز بر زاویه تماس و پیش بارگذاری تأثیر می گذارد. تناسب سنگین تر می تواند پیش بارگذاری موثر را بالاتر از آنچه در نظر گرفته شده است، کند. به همین دلیل است که به عنوان مثال سری 52 و 53 باید با در نظر گرفتن شفت کامل و شرایط مسکن انتخاب شوند. روش صحیح نصب در ما توضیح داده شده است راهنمای نصب بلبرینگ .
اگر برنامه داغ اجرا شود، انبساط شفت می تواند فاصله را بیشتر کاهش دهد. در آن صورت، ممکن است به یک کلاس ترخیص بزرگتر یا تداخل کمی سبکتر نیاز باشد. همیشه محدوده دمای عملکرد بلبرینگ را با مواد محفظه و طول شفت مقایسه کنید.
انتخاب مناسب در پروژه های واقعی و تدارکات
هنگامی که مشتری نقشه شفت را برای ما ارسال می کند، ابتدا به سه چیز نگاه می کنیم: قطر اسمی، درجه تحمل و جهت بار مورد انتظار. یک بلبرینگ شیار عمیق ساده در یک پمپ ممکن است با شفت k6 و محفظه H7 کار کند. یک برنامه دقیق با یک بلبرینگ تماس زاویه ای دو ردیفه ممکن است به تحمل شفت محکم تر و یک پیش بار کنترل شده با دقت نیاز داشته باشد.
تیم های تدارکاتی نیز باید به اندازه گیری فکر کنند. اگر تامین کننده نتواند قطر شفت را در صندلی واقعی بلبرینگ تایید کند، بهترین کلاس تحمل بلبرینگ نمی تواند مجموعه را نجات دهد. گزارش های بازرسی را بخواهید و در صورت حیاتی بودن کاربرد، پس از دریافت بلبرینگ، سوراخ و قطر بیرونی آن را بررسی کنید.
این نمودار راداری مبادلات معمول بین سه خانواده از برازش ها را در یک مقایسه پنج محوری ترسیم می کند. ترخیص مناسب امتیاز خوبی در سهولت مونتاژ و راحتی سرویس دارد، اما امنیت بار و کنترل خروجی محدود را فراهم می کند. انتقال متناسب با راحتی و ثبات است و اغلب برای تجهیزاتی که اغلب جدا می شوند انتخاب می شوند. تناسب تداخل قویترین امنیت بار و کنترل خروجی را ارائه میدهد، اما مونتاژ را سختتر میکند و در صورت داغ شدن برنامه، خطر بیشتری ایجاد میکند. شکل هر چند ضلعی یادآور این است که بهترین تناسب جهانی وجود ندارد. انتخاب صحیح بستگی به این دارد که آیا اولویت شما راحتی تولید، دقت اجرا یا توانایی تعویض سریع قطعات است.
هر تصمیم مناسب تعادل متفاوتی بین راحتی مونتاژ و پایداری طولانی مدت ایجاد می کند. برای تجهیزات همه منظوره، بلبرینگ های شیار عمیق راه حلی مقرون به صرفه و قابل اعتماد در صورت کنترل تناسب ارائه می دهند. برای سختی بیشتر و بارهای ترکیبی، یک بلبرینگ تماسی زاویه ای دو ردیفه اغلب نقطه شروع بهتری است.
قانون نهایی ساده است: قبل از انتخاب شماره بلبرینگ تناسب خود را مشخص کنید و قبل از قضاوت در مورد عملکرد بلبرینگ فاصله نصب شده را اندازه بگیرید. تلورانس ها کاغذبازی نیستند. آنها پل بین طراحی خوب بلبرینگ و ماشین قابل اعتماد هستند.
