لقی داخلی بیرینگ به عنوان فاصله کلی حلقه داخلی یا بیرونی است که می تواند هنگام ثابت شدن حلقه دیگر حرکت کند. اگر حرکت در جهت شعاعی باشد ، به آن لقی داخلی شعاعی گفته می شود. اگر در جهت محوری باشد ، لقی داخلی محوری است. عملکرد بلبرینگ ها تا حد زیادی به لقی داخلی در حین کار بستگی دارد ( همچنین به عنوان لقی کار نامیده می شود ). لقی نامناسب منجر به خستگی غلطک و تولید گرما ، سر و صدا یا لرزش می شود.
در اندازه گیری لقی داخلی بیرینگ ها ، به طور کلی برای به دست آوردن مقادیر اندازه گیری پایدار ، از یک بار مشخص استفاده می شود. در نتیجه ، مقادیر فاصله اندازه گیری شده توسط مقدار تغییر شکل الاستیک ناشی از بار اعمال شده برای اندازه گیری ، بزرگتر از فاصله اصلی است. در مورد رولبرینگ ها ، میزان تغییر شکل الاستیک بسیار ناچیز است. فاصله قبل از نصب به طور کلی به عنوان فاصله اصلی تعریف می شود.
انتخاب بیرینگ مناسب برای عملکرد صحیح دستگاه شما بسیار مهم است. انتخاب بیرینگ مناسب با تعیین نوع بیرینگ مورد نیاز شما شروع می شود. به عنوان مثال ، بین بیرینگ های ساده و بیرینگ با عناصر غلتکی تمایز وجود دارد. بلبرینگ با اجزای غلتنده برای بارهای بزرگتر مناسب است. از آنجا که آنها دارای عملکرد غلتشی هستند ، اصطکاک و لغزش کمتری ایجاد می کنند. بعد از نوع بلبرینگ ، بسته به نوع کاربرد ، بلبرینگ را با جهت بار مناسب انتخاب می کنید. در پایان شما کد C صحیح را برای بلبرینگ انتخاب می کنید که نشان دهنده میزان لقی داخلی بلبرینگ است. انتخاب کد C صحیح برای عملکرد بلبرینگ و دستگاه شما بسیار مهم است. در حین کار ، لقی داخلی بیرینگ باید تا حد ممکن حداقل باشد. بنابراین ، همه عوامل موثر بر کارکرد بلبرینگ باید از قبل در نظر گرفته شوند.
کدهای C برای درجه لقی داخلی بیرینگ ها
کد C بیرینگ ها در عقب از کدگذاری کامل پیروی می کند. در اینجا تمام ویژگی های بلبرینگ را از نظر مواد ، روانکاری و در نتیجه لقی داخلی بیرینگ مشاهده خواهید کرد. این 5 کد رایج C برای عملکرد بلبرینگ داخلی است : C1 ، C2 ، C3 ، C4 و C5. اگر بلبرینگ دارای کد C باشد ، لقی داخلی اضافی را ارائه می دهد. C1 کمترین لقی و C5 بیشترین لقی را ارائه می دهد. پیشنهاد C3 حاشیه اضافی “عادی” در نظر گرفته می شود. بلبرینگ های C3 در واقع بیشترین استفاده را دارند. نمرات بازی شعاعی برای بیرینگ های غیر-مونتاژ در استانداردهای ISO به شرح زیر تعریف شده است :
- C2 – لقی کمتر از حالت عادی
- C0 از CN – استاندارد برای برنامه هایی که معمولا توصیه می شود و در شرایط عادی کارکرد ، فاصله مناسب را ترک می کنند. کد C0 در بلبرینگ مشخص نشده است.
- C3 – لقی بیشتر از C0
- C4 – لقی بیشتر از C2
- C5 – لقی بیشتر از C4
حتما مطالعه کنید : معیارهای انتخاب بیرینگ ها
لقی داخلی بیرینگ چیست ؟
به طور خلاصه ، بازی بلبرینگ داخلی آزادی حرکت دو حلقه بیرینگ است. این فاصله ای است که یک حلقه می تواند نسبت به حلقه دیگر حرکت کند. این لقی را می توان برای بلبرینگی که هنوز نصب نشده است با حرکت حلقه ها در جهت مخالف اندازه گیری کرد. از آنجا که حلقه ها در دو جهت پخش می شوند ، دو نوع بلبرینگ نیز وجود دارد :
- بازی بلبرینگ شعاعی ، عمود بر محور مرکز اندازه گیری می شود
- بازی بلبرینگ محوری ، در امتداد محور مرکزی اندازه گیری شده است
با هر دو بازی بلبرینگ شعاعی و محوری ، ما کل فاصله بازی را در محور اندازه گیری می کنیم : از یک موقعیت بسیار دور به موقعیت بسیار دور دیگر. در طول این اندازه گیری بلبرینگ تحت بار نیست. برای یک مقدار واقع بینانه لقی داخلی بلبرینگ ، باید بلبرینگ را بارگذاری کنید. بین مقدار اندازه گیری شده قبل از بار ( لقی هندسی بلبرینگ ) و مقدار واقعی لقی بیرینگ در حال کار ( لقی نظری بیرینگ ) تفاوت وجود دارد. به محض اینکه دستگاه کار می کند و بیرینگ بارگذاری می شود ، حلقه های داخلی را می توان کشید و حلقه های بیرونی را به هم فشرد. این منجر به تغییر شکل الاستیک می شود. این بر بازی بلبرینگ داخلی تاثیر می گذارد. علاوه بر این ، انبساط حرارتی می تواند بر لقی داخلی بیرینگ نیز تاثیر بگذارد. اندازه بلبرینگ با این تغییر شکل ها کاهش می یابد.
حداکثر لقی تئوری بلبرینگ چقدر است ؟
مقدار واقعی لقی داخلی بیرینگ باید تا حد ممکن حداقل (چند میکرون) یا حتی 0 تحت بار و پس از مونتاژ باشد. به طور تصادفی ، میزان صحیح بازی بلبرینگ نیز به عوامل زیر بستگی دارد :
- کاربرد بلبرینگ
- دمای دستگاه و بلبرینگ
- کاربردهای شفت و قفسه
به دلیل این عوامل تاثیرگذار ، انتخاب دقیق کد C بلبرینگ نیاز به دقت دارد. ابتدا باید لقی تئوری بلبرینگ را به درستی محاسبه کنید.
نحوه محاسبه لقی داخلی بیرینگ
قبل از نصب بلبرینگ می توانید فاصله داخلی بلبرینگ را محاسبه کنید. این امر با اختصاص بار خاصی به بلبرینگ انجام می شود. این بار باعث تغییر شکل الاستیک می شود و بنابراین لقی داخلی بیرینگ را نیز تغییر می دهد. در بیرینگ هایی با اجزای غلتنده ، تغییر شکل الاستیک حداقل است. عملکرد غلتنده ، اصطکاک در بیرینگ های غلتشی را کاهش می دهد. در نتیجه حلقه های داخلی کمتر کشیده شده و حلقه های بیرونی کمتر فشرده می شوند. بنابراین لقی داخلی نظریبیرینگ و لقی بیرینگ اندازه گیری شده برایبیرینگ های غلتشی تقریبا یکسان است. در مجموع ، ما 5 نوع لقی داخلی بیرینگ را تشخیص می دهیم. همه این انواع را می توان برای محاسبه استفاده کرد. همه انواع دیگر عوامل موثرتر بر لقی بیرینگ را در نظر می گیرند مانند گرما ، بار و تغییر شکل الاستیک.
لقی داخلی بیرینگ اندازه گیری شده ( Δ1 )
این لقی بیرینگ اندازه گیری شده در یک بار خاص است. این شامل تغییر شکل الاستیک (δfo) ناشی از بار است. با استفاده از این فرمول ، می توانید این شکل از لقی داخلی بلبرینگ را محاسبه کنید : Δ1 = Δ0 + δfo
لقی داخلی بیرینگ نظری -تئوری ( Δ0 )
این بازی بلبرینگ داخلی شعاعی است که بدون بار اندازه گیری می شود. این مقدار شامل تغییر شکل الاستیک نمی شود. با استفاده از این فرمول ، می توانید این شکل از لقی داخلی بیرینگ را محاسبه کنید : Δ0 = Δ1 + δfo
بلبرینگ ها دارای تغییر شکل کششی قابل توجهی (δfo) هستند ، اما برای بیرینگ های غلتشی این مقدار پوچ یا 0 است ، بنابراین فرمول این است : Δ0 = Δ1
بازی لقی بیرینگ باقی مانده ( Δf )
این لقی بیرینگ پس از مونتاژ قبل از کارکرد دستگاه است. بنابراین تغییر شکل الاستیک در اینجا قابل اجرا نیست. با این حال ، بازی بیرینگ می تواند کاهش یابد ، زیرا حلقه بزرگ یا فشرده می شود. (δf). با استفاده از این فرمول ، می توانید این شکل از لقی بیرینگ را محاسبه کنید : Δf = Δ0 + δf
لقی داخلی بیرینگ موثر ( Δ )
این لقی بیرینگ است که توسط دستگاه در دمای کار ایجاد می شود. تغییر شکل الاستیک ناشی از بار شامل نمی شود. به عبارت دیگر ، این مقدار لقی بیرینگ زمانی اعمال می شود که فقط تغییرات ناشی از تناسب بیرینگ (δf) و اختلاف دما بین حلقه های داخلی و خارجی (δt) را در نظر بگیرید. مقدار بار پایه بیرینگ تنها زمانی اعمال می شود که لقی موثر بیرینگ 0 باشد. با استفاده از این فرمول ، می توانید این شکل از لقی داخلی بلبرینگ را محاسبه کنید : Δ = Δf – δt = Δ0 – (δf+δt)
بازی بلبرینگ عملیاتی ( Δf )
این لقی بیرینگ نصب شده و بارگیری شده در یک ماشین عملیاتی است. اثر تغییر شکل الاستیک (δf) و همچنین عوامل تاثیرگذار بر تناسب و دما شامل می شود. به طور کلی ، لقی بیرینگ عملیاتی در محاسبه (Δf) استفاده نمی شود. با استفاده از این فرمول ، می توانید این شکل از لقی داخلی بلبرینگ را محاسبه کنید : Δf = Δ + δf
در واقع چه نوع بازی بیرینگ را باید محاسبه کنید تا بدانید کد C مورد نیاز شما چیست ؟! این ” لقی داخلی بیرینگ موثر ” است. این مقدار لقی بیرینگ ، تغییرات ناشی از تناسب بیرینگ و تفاوت های دمایی را که روی لقی تاثیر می گذارد ، در نظر می گیرد. تغییر شکل الاستیک ناشی از بار در نظر گرفته نمی شود ، زیرا فقط در صورتی که بازی بلبرینگ موثر 0 باشد ، بر روی بلبرینگ تاثیر می گذارد. لقی واقعی بیرینگ همچنین نشان می دهد که بلبرینگ چقدر دوام می آورد. از نظر تئوری ، بیرینگی با لقی موثر از یک عدد منفی بسیار کوتاه ، طولانی ترین طول عمر را دارد. چرا این مقدار باید منفی باشد؟! زیرا این درجه لقی بیرینگ در بار – هنگامی که دستگاه شروع به کار می کند – تغییر می کند. ارزش مثبت می شود ، اما عادلانه است. و این بازی تحمل ایده آل است. میزان منفی بازی بلبرینگ موثر باید به میزان باری که بیرینگ باید تحمل کند بستگی دارد.
با وجود تمام فرمول های محاسبه لقی بیرینگ ، عملا نمی توان از قبل لقی بیرینگ کامل برای هر بلبرینگ را پیدا کرد. شما باید لقی بیرینگ تئوری را برای مقدار لقی موثر 0 یا یک عدد کمی منفی در نظر بگیرید. آیا دوست دارید بدانید لقی بیرینگ موثر تا چه زمانی بهینه است ؟! سپس باید این دو مقدار را تا حد ممکن دقیق محاسبه کنید :
- میزان صحیح کاهش لقی بیرین با انبساط و / یا فشار دادن حلقه در بلبرینگ (δf)
- درجه صحیح لقی بیرینگ به دلیل اختلاف دما بین حلقه داخلی و خارجی بلبرینگ (δt) تغییر می کند
چه چیزی بر لقی داخلی بیرینگ تاثیر می گذارد ؟
پیشتر اشاره کردیم که منظور از لقی داخلی بیرینگ همان آزادی حرکت حلقه های بلبرینگ است. با این حال ، عوامل متعددی بر این آزادی حرکت تاثیر می گذارد :
- انطباق حلقه داخلی : حلقه همیشه کمی کوچکتر از محور آن است. بنابراین ، حلقه داخلی در حین کار منبسط و حلقه بیرونی منقبض می شود.
- انطباق حلقه بیرونی : اگر حلقه بیرونی بار استاتیک را حمل می کند ( و حلقه داخلی می چرخد ) ، نیروی فشاری بر روی حلقه داخلی ایجاد می شود. حلقه بیرونی یا روی حلقه داخلی فشار می دهد یا “فضای آزاد”. اگر از طرف دیگر ، حلقه داخلی یک بار استاتیک را حمل کند ( و حلقه بیرونی بچرخد ) ، همان اثری رخ می دهد که حلقه داخلی دارای تنش فشاری است : حلقه داخلی منبسط و حلقه بیرونی منقبض می شود.
- تفاوت دما بین حلقه داخلی و خارجی : وقتی بیرینگ بارگیری می شود ، همیشه افزایش دما در طول بلبرینگ رخ می دهد. دمای اجزای غلتنده نیز تغییر می کند. ارزیابی و اندازه گیری این تغییر دما بسیار مشکل است. بنابراین ، فرض بر این است که اجزای غلتنده دمای مشابه حلقه داخلی را دارند. این اختلاف دما بر انبساط حلقه ها تاثیر می گذارد.
این عوامل تا چه حد بر میزان بازی بلبرینگ داخلی تاثیر می گذارد ؟ این را می توان با این فرمول محاسبه کرد : δt = α Δt De
- δt = کاهش لقی بیرینگ شعاعی به دلیل اختلاف دما بین حلقه داخلی و خارجی ( بر حسب میلی متر )
- α = ضریب انبساط حرارتی خطی برای فولاد بلبرینگ
- Δt = اختلاف دما بین حلقه داخلی و خارجی (در ⁰C)
- De = قطر کانال خارجی حلقه ( بر حسب میلی متر )
- برای بلبرینگ De = (4D + d)
- برای بیرینگ های غلتشی De = (3D + d)
کد C بیرینگ نشان می دهد که بیرینگ چه مقدار لقی داخلی در دستگاه می گیرد. انتخاب شما برای جلوگیری از داشتن فضای داخلی داخلی بلبرینگ بسیار مهم است. اندازه لقی داخلی بیرینگ تا حد زیادی عملکرد عملیاتی بیرینگ ها را تعیین می کند. بر دوام ، میزان ارتعاش ، میزان نویز ایجاد شده در دستگاه و حرارت آزاد شده از دستگاه تاثیر می گذارد. بنابراین ، لقی داخلی بیرینگ موثر را محاسبه کنید تا بتوانید کد C مناسب را برای بلبرینگ های خود انتخاب کنید.
نحوه انتخاب لقی داخلی بیرینگ ها :
اصطلاح ” فاصله ایمنی بین بخش های متحرک ماشین باقی مانده ” به عنوان فاصله اصلی به دلیل انبساط یا انقباض یک مسیر غلتش به دلیل اتصالات ، هنگامی که بیرینگ در شفت با نشیمنگاه نصب شده است ، کاهش می یابد. اصطلاح ” فاصله ایمنی بین بخش های متحرک ماشین موثر ” به عنوان فاصله باقیمانده که به دلیل تغییر ابعادی ناشی از اختلاف دما در بیرینگ کاهش یافته ، تعریف می شود. اصطلاح ” فاصله ایمنی بین بخش های متحرک ماشین عملیاتی ” به عنوان فاصله داخلی موجود در حالی که بیرینگ نصب شده در ماشین تحت بار مشخصی در حال چرخش است ، تعریف می شود ، یا ، به دلیل تغییر شکل الاستیک ناشی از بارهای بیرینگ ، فاصله موثر افزایش می یابد. همان طور که در تصویر زیر مشاهده می کنید ، هنگامی که فاصله عملکرد کمی منفی است ، طول عمر خستگی بیشتر است. با این حال هر چه فاصله عملکردی بیشتر منفی شود ، عمر خستگی به طرز چشمگیری کاهش می یابد. بنابراین توصیه می شود که لقی داخلی بیرینگ ها به گونه ای انتخاب شود که فاصله عملکردی کمی مثبت باشد.
بسیار مهم است که شرایط عملیاتی خاص را در نظر بگیریم و لقی داخلی بیرینگ را متناسب با شرایط مناسب انتخاب کنیم. به عنوان مثال ، در صورت نیاز به استحکام زیاد ، یا هنگامی که باید سر و صدا به حداقل برسد ، باید فاصله عملیاتی کاهش یابد. از طرف دیگر ، هنگامی که دمای عملیاتی بالا انتظار می رود ، باید فاصله عملیاتی افزایش یابد.
لقی داخلی بیرینگ و تاثیر آن در طول عمر خستگی بیرینگ
استفاده کنندگان نهایی باید لقی داخلی بیرینگ را به عنوان بخشی جدایی ناپذیر در طراحی یا ساخت پمپ در نظر بگیرند. لقی داخلی یکی از مهمترین عوامل موثر بر عملکرد بیرینگ در کاربردهای پمپ است. در واقع لقی داخلی بیرینگ حرکت نسبی حلقه های بیرونی و داخلی است وقتی که آنها کمی در جهت مخالف فشار می آورند. حرکت در جهت قطر به عنوان فاصله شعاعی تعریف می شود. حرکت در جهت شفت فاصله محوری است. فاصله داخلی به دلایل مختلف برای بهبود عملکرد بیرینگ بسیار حائز اهمیت است. میزان فاصله بر توزیع بار در بیرینگ تاثیر گذاشته که در نهایت بر طول عمر آن تاثیر می گذارد. همچنین بر سر و صدا و لرزش جاری تاثیر می گذارد. علاوه بر این ، می تواند بر روی حرکت عناصر نورد به صورت حرکت غلتکی یا کشویی تاثیرگذار باشد.
به طور معمول ، بیرینگ ها با تداخل بر روی حلقه داخلی یا بیرونی نصب می شوند. این امر منجر به انبساط یا انقباض آن شده که باعث تغییر فاصله می گردد. در طول کار ، دمای تحمل افزایش می یابد تا زمانی که به دمای اشباع برسد. با این حال ، دمای حلقه داخلی ، حلقه خارجی و عناصر نورد همه با یکدیگر متفاوت هستند و این اختلاف دما باعث تغییر فاصله می شود. علاوه بر این ، هنگامی که بیرینگ تحت بار کار می کند ، تغییر شکل الاستیک حلقه داخلی ، حلقه خارجی و عناصر نورد نیز منجر به تغییر فاصله می شود. تعیین کمیت تمام این تغییرات می تواند محاسبه لقی داخلی بیرینگ را به یک کار پیچیده تبدیل کند.
ما به شما توصیه می کنیم که لقی بلبرینگ را محاسبه کرده تا بلبرینگ مناسب را انتخاب کنید. اگر بازی بلبرینگ بهینه نباشد ، این امر بر عملکرد و طول عمر بلبرینگ تاثیر منفی می گذارد. انتخاب شما می تواند تعیین کند که آیا مشکل داخلی بلبرینگ وجود دارد یا خیر! این اغلب در موتورهای الکتریکی با درجه حرارت بالا اتفاق می افتد. به دلیل درجه حرارت بالا ، حلقه های بیرینگ ها حتی بیشتر از حد انتظار گسترش می یابند و بنابراین این بلبرینگ ها به درجه بالاتری از لقی داخلی بلبرینگ نیاز دارند.
انواع مختلف فاصله
فاصله ایده آل چه قدر است ؟ انواع مختلف فاصله داخلی در این بخش تعریف می شود :
- لقی داخلی اندازه گیری شده ( 1∆ ) : این فاصله داخلی است که تحت بار اندازه گیری مشخص شده اندازه گیری می شود و می توان آن را فاصله آشکار نامید. این شامل تغییر شکل الاستیک (δFO) ناشی از بار اندازه گیری است : ∆1 = ∆0 + δFO
- لقی داخلی بیرینگ نظری ( 0∆ ) : این فاصله داخلی شعاعی است ، که فاصله اندازه گیری شده منهای تغییر شکل الاستیک ناشی از بار اندازه گیری است : ∆0 = ∆1 + δFO —- توجه داشته باشید δFO مخصوص بلبرینگ ها است مه رولبرینگ ها که برابر با صفر فرض می شود و بنابراین ∆0 = ∆1
- باقیمانده لقی داخلی ( f∆ ) : این فاصله ای است که در بیرینگ پس از نصب بر روی شفت و نشیمنگاه باقیمانده است. تغییر شکل الاستیک ناشی از بیشتر شفت و غیره نادیده گرفته می شود. با فرض اینکه کاهش فاصله به دلیل انبساط حلقه و یا انقباض δf است ، بنابراین : f∆ = ∆0+δf
- لقی داخلی موثر ( ∆ ) : این لقی داخلی بیرینگی است که به غیر از تغییر شکل الاستیک ناشی از بار ، در ماشین ها به عنوان دمای عملیاتی وجود دارد. به عبارت دیگر ، این فاصله فقط هنگام در نظر گرفتن تغییرات در نظر گرفته می شود ، به دلیل اتصالات بیرینگ δf و اختلاف دما بین حلقه های داخلی و بیرونی ، δt. رتبه بندی بار اصلی بلبرینگ ها فقط درصورتی اعمال می شود که تراز موثر ∆=0 باشد.
- فاصله عملیاتی ( F∆ ) : این همان فاصله واقعی هنگام نصب بیرینگ و عملکرد تحت بار است. در این وضعیت ، اثر تغییر شکل الاستیک δF و اتصالات و درجه حرارت شامل می شود. به طور کلی ، فاصله عملیاتی در محاسبه استفاده نمی شود : F∆ = ∆ + Fδ
اهمیت لقی داخلی عملیاتی
مهم ترین لقی داخلی بیرینگ ، فاصله موثر است. از نظر تئوری ، بیرینگی با فاصله موثر کمی منفی ∆ بیشترین طول عمر را خواهد داشت. فاصله داخلی اندکی منفی ( پیش بار ) در واقع تحت تاثیر بار بیرینگ مثبت می شود. با این حال ، ایجاد فاصله بیرینگ ها به عنوان یک فاصله مناسب و ایده آل غیرممکن است.
جهت مشاهده سایر مقالات مرتبط با این مقاله ، به صفحه بلبرینگ و جهت مشاهده سایر مقالات به صفحه بلاگ مراجعه نمایید.
بلبرینگ