تلرانس وانطباق بیرینگ برای شفت و نشیمنگاه

انطباق بیرینگ

هدف از انطباق بیرینگ این است که حلقه داخلی یا خارجی را به طور ایمن بر روی شفت یا نشیمنگاه ثابت کنیم ، تا از لغزش محیطی مخرب روی سطح اتصالات جلوگیری کند. این لغزش های مخرب ( که به آن ” خزش ” گفته می شود ) باعث تولید غیرطبیعی گرما ، ساییدگی سطح اتصالات ، نفوذ ذرات فلز سایش به بیرینگ ، لرزش و بسیاری از اثرات مضر دیگر می شود که باعث بدتر شدن عملکردهای بیرینگ می شود. بنابراین ، لازم است حلقه بیرینگ که تحت بار می چرخد به شفت یا نشیمنگاه با تداخل ثابت شود.

تلرانس و انطباق بیرینگ برای شفت و نشیمنگاه

برای بیرینگ های سری متریک ، تلرانس قطر شفت و قطر سوراخ نشیمنگاه در JIS B 0401-1 و 0401-2 ” سیستم ISO محدود و متناسب – قسمت 1 و قسمت 2 ” استاندارد شده است. انطباق بیرینگ بر روی شفت و نشیمنگاه براساس تلرانس های مشخص شده در استاندارد فوق تعیین می شود. تصویر زیر رابطه بین تلرانس برای شفت و قطر سوراخ نشیمنگاه و انطباق بیرینگ های کلاس 0 را نشان می دهد.

نحوه انتخاب انطباق بیرینگ ها

در انتخاب انطباق مناسب ، باید شرایط کاربری بیرینگ دقیق را در نظر گرفت. ملاحظات عمده عبارتند از :

• مشخصات و اندازه بار
• توزیع دما در حین عملکرد
• لقی داخلی بیرینگ
• صیقل سطح ، مواد و ضخامت شفت و نشیمنگاه
• روش های نصب و پیاده سازی
• نوع و اندازه بیرینگ
• ضرورت جبران انبساط حرارتی شفت در سطح اتصالات

با توجه به این ملاحظات ، پاراگراف های زیر جزئیات عوامل مهم در انتخاب انطباق بیرینگ را توضیح می دهند. اکنون می خواهیم شما را با مبحث تلرانس بلبرینگ به صورت کامل آشنا کنیم. پس با ما همراه باشید!

آشنایی با تلرانس بلبرینگ ها

آیا واژه تلرانس بلبرینگ و معنای واقعی آن را درک می کنید؟ اگر نه ، شما تنها نیستید. این‌ ها اغلب نقل‌ قول می‌شوند ، اما اغلب بدون هیچ درک واقعی از معنایشان.

انحراف تلرانس

این ویژگی مشخص می کند که اندازه گیری واقعی چقدر از بعد اسمی فاصله دارد. بعد اسمی آن چیزی است که در کاتالوگ سازنده نشان داده شده است. 6200 دارای سوراخ اسمی 10 میلی متر ، 688 دارای سوراخ اسمی 8 میلی متر و غیره است. محدودیت های حداکثر انحراف از این ابعاد بسیار مهم هستند. بدون استانداردهای تلرانس بلبرینگ بین‌المللی (ISO و AFBMA) ، این امر به هر سازنده بستگی دارد. این ممکن است به این معنی باشد که شما یک بلبرینگ 688 ( با سوراخ 8 میلی‌ متری ) سفارش می‌ دهید تا متوجه شوید که سوراخ 7 میلی‌متری دارد و به شفت نمی‌ خورد.انحراف تلرانس معمولا اجازه می دهد که سوراخ یا OD کوچکتر باشد ، اما بزرگتر از بعد اسمی نباشد.

میانگین سوراخ / انحراف OD

سطح ساده به معنای انحراف قطر سوراخ است. هنگامی که به دنبال جفت کردن حلقه داخلی و شفت یا حلقه بیرونی و نشیمنگاه هستید ، این یک تلرانس مهم است. ابتدا باید بدانید که یک بیرینگ گرد نیست. البته دور از گردی هم نیست. اما وقتی شروع به اندازه گیری در میکرون ( هزارم میلی متر ) می کنید ، متوجه می شوید که اندازه گیری ها متفاوت است. اجازه دهید سوراخ یک یاتاقان 688 (8 × 16 × 5 میلی متر) را به عنوان مثال در نظر بگیریم. بسته به اینکه در کجای حلقه داخلی اندازه گیری می کنید ، ممکن است در هر جایی مثلا بین 8 میلی متر تا 7.991 میلی متر اندازه سوراخ را اندازه بگیرید. بنابراین اندازه سوراخ را چه اندازه می گیرید؟ اینجا جایی است که میانگین انحراف وارد می شود. این شامل انجام تعدادی اندازه گیری در یک صفحه شعاعی منفرد در سراسر سوراخ یا OD برای به دست آوردن میانگین قطر آن حلقه می باشد.

این طرح نشان دهنده یک حلقه داخلی بیرینگ است. فلش‌ ها اندازه‌ گیری‌ های مختلفی را نشان می‌ دهند که در جهات مختلف در سراسر سوراخ انجام می‌ شوند تا به کشف اندازه متوسط کمک کنند. این مجموعه از اندازه گیری ها به درستی در یک صفحه شعاعی منفرد یعنی در همان نقطه در امتداد طول سوراخ انجام شده است.

مجموعه‌ای از اندازه‌ گیری‌ ها نیز باید در سطوح مختلف شعاعی انجام شود تا مطمئن شویم که سوراخ در امتداد طول خود قرار دارد. همین امر در مورد اندازه گیری حلقه بیرونی نیز صدق می کند.

این نمودار نشان می دهد که چگونه این کار را انجام ندهید. هر اندازه گیری در یک نقطه متفاوت در طول حلقه بیرینگ انجام شده است. به عبارت دیگر ، هر اندازه گیری در یک صفحه شعاعی متفاوت انجام شده است. به طور ساده میانگین اندازه سوراخ به صورت زیر محاسبه می شود :

این برای محاسبه تلرانس شفت بلبرینگ بسیار مفیدتر از اندازه گیری تک سوراخ است که ممکن است گمراه کننده باشد. فرض کنید که میانگین تلرانس انحراف سوراخ برایبلبرینگ P0 +0/-8 میکرون است. این بدین معنا است که میانگین سوراخ می تواند بین 7.992 میلی متر تا 8.000 میلی متر باشد. همین اصل در مورد حلقه بیرونی نیز صدق می کند.

عرض انحراف تلرانس بلبرینگ

عرض انحراف تلرانس بلبرینگ و یا انحراف عرض حلقه داخلی یا خارجی از بعد اسمی. اینجا توضیح زیادی لازم نیست. مانند ابعاد سوراخ و OD ، عرض باید در محدوده های تلرانس خاصی کنترل شود. از آنجایی که عرض معمولا کمتر بحرانی است ، تلرانس ها نسبت به سوراخ بیرینگ یا OD گسترده تر است. انحراف عرض +0/-120 بدین معنا است که اگر عرض حلقه داخلی یا خارجی را در هر نقطه اطراف ، مثلا یک بلبرینگ 688 ( عرض 4 میلی‌متر ) ، اندازه‌گیری کنید نباید از 4 میلی‌ متر ( بعد اسمی ) بازتر و یا باریک‌تر از 3.880 میلی متر باشد.

تغییرات تلرانس

تنوع و تغییرات تلرانس گرد بودن را تضمین می کند. در این نقاشی از یک حلقه داخلی 688 بد دور ، بزرگترین اندازه 9000 میلی متر و کوچکترین اندازه 7000 میلی متر است. اگر اندازه متوسط سوراخ را محاسبه کنیم (9000 + 7000 ÷ 2) به 8000 میلی متر می رسیم. ما در محدوده میانگین تلرانس انحراف سوراخ قرار داری م، اما بلبرینگ به وضوح غیرقابل استفاده خواهد بود.بنابراین می بینید که انحراف و تغییر بدون یکدیگر می توانند بی فایده باشند.

انحراف سوراخ ساده / انحراف OD

… یا دقیق تر ، تغییر قطر سوراخ / OD در یک صفحه شعاعی تکی! به نمودار سمت چپ نگاه کنید که در آن اندازه‌ های سوراخ بین 8000 میلی‌ متر تا 7.996 میلی‌ متر است. تفاوت بین بزرگترین و کوچکترین 0.004 میلی متر است. بنابراین ، تغییر قطر سوراخ در این صفحه شعاعی تکی 0.004 میلی متر یا 4 میکرون است.

میانگین سوراخ / انحراف قطر OD

به لطف میانگین سوراخ/انحراف OD و سوراخ تکی/انحراف OD ، خوشحالیم که بلبرینگ ما به اندازه کافی به اندازه صحیح نزدیک و به اندازه کافی گرد است ، اما اگر روی سوراخ یا OD بیش از حد مخروطی باشد چه می‌شود. نمودار سمت راست ( بله ، بسیار اغراق آمیز است!). به همین دلیل است که ما محدودیت های میانگین سوراخ و انحراف OD را نیز داریم.

مشخصات بار

مشخصات بار به سه نوع طبقه بندی می شود :

1. بار حلقه داخلی چرخشی
2. بار حلقه بیرونی چرخشی
3. بار در جهت نامشخص

جدول زیر رابطه بین این ویژگی ها و انطباق بیرینگ را بیان می کند :

اثر اندازه بار

در زمینه انطباق بیرینگ ها وقتی بار شعاعی اعمال شود ، حلقه داخلی کمی منبسط می شود. از آنجا که این انبساط محیط سوراخ را به صورت جزئی بزرگ می کند ، تداخل اولیه کاهش می یابد. این کاهش را می توان با معادلات زیر محاسبه کرد :

در نتیجه ، هنگامی که بار شعاعی بیش از 25% از مقدار C0 بیشتر شود ، تداخل بیشتر مورد نیاز است. هنگامی که بارهای ضربه ای پیش بینی می شود ، تداخل بسیار بیشتری لازم است.

محاسبه بار دینامیکی و استاتیکی بلبرینگ ها

اثر ناهمواری سطح انطباق بیرینگ ها

تداخل موصر حاصل از انطباقات با تداخل محاسبه شده به دلیل تغییر شکل پلاستیکی سطح انطباق حلقه متفاوت است. هنگامی که حلقه داخلی نصب می شود ، تداخل موثر ، با توجه به اثر پایان سطح اتصالات ، می تواند با معادلات زیر به صورت تقریبی محاسبه شود :

اثر دما

بیرینگ به طور کلی دارای دمای عملیاتی ، بالاتر از دمای محیط است. هنگامی که حلقه داخلی تحت بار کار می کند ، درجه حرارت آن به طور کلی بالاتر از شفت می شود و به دلیل انبساط حرارتی بیشتر حلقه داخلی ، تداخل موثر کاهش می یابد. اگر اختلاف دما فرض شده بین بیرینگ داخل و محفظه اطراف آن Δt باشد ، اختلاف دما در سطوح انطباق حلقه داخلی و شفت تقریبا (0.10 تا 0.15) × Δt خواهد بود. کاهش تداخل (Δdt) به دلیل اختلاف دما سپس به شرح زیر بیان می شود :

در نتیجه زمانی که دمای بیرینگ بیشتر از شفت باشد ، تداخل بیشتر مورد نیاز است. با این حال ، ممکن است اختلاف دما یا ضریب انبساط باعث افزایش تداخل بین حلقه خارجی و نشیمنگاه شود. بنابراین ، هنگامی که فاصله برای انبساط حرارتی شافت ، مراقبت های لازم باید در نظر گرفته شود.د ر صورت نیاز به دقت بالایی باید تلرانس شفت و نشیمنگاه را بهبود بخشید. از آنجا که ماشینکاری دقیق نشیمنگاه آسان تر از شفت می باشد ، توصیه می شود از انطباق فاصله روی حلقه بیرونی استفاده کنید. با شفت توخالی یا محفظه های مقطع نازک ، تداخل بیش از حد معمول مورد نیاز است. از طرف دیگر ، با نشیمنگاه های جداگانه ، تداخل کمتری با حلقه بیرونی مورد نیاز است. هنگامی که نشیمنگاه از آلومینیوم یا آلیاژ فلز سبک دیگر ساخته شده باشد ، تداخل نسبتا بیشتر از حد طبیعی مورد نیاز است.

جهت مشاهده سایر مقالات مرتبط با این مقاله ، به صفحه بلبرینگ و جهت مشاهده سایر مقالات به صفحه بلاگ مراجعه نمایید.