Laagri täpsuse, selle tootmistolerantside ning sisemise kliirensi ehk jooksuteede ja kuulide vahelise "mängu" vahel valitseb teatav segadus. Siin selgitab väikeste ja miniatuursete laagrite eksperdi JITO Bearingsi tegevdirektor Wu Shizheng, miks see müüt püsib ja millele insenerid peaksid tähelepanu pöörama.
Teise maailmasõja ajal töötas Šotimaal laskemoonatehases vähetuntud mees Stanley Parkeri nime all välja tõelise asukoha kontseptsiooni ehk selle, mida me tänapäeval tunneme kui geomeetrilist mõõtmist ja tolerantsust (GD&T). Parker märkas, et kuigi mõned torpeedodele toodetavad funktsionaalsed osad lükati pärast kontrollimist tagasi, saadeti need siiski tootmisse.
Lähemal uurimisel leidis ta, et süüdi oli tolerantsi mõõtmine. Traditsioonilised XY koordinaatide tolerantsid lõid ruudu tolerantsi tsooni, mis välistas selle osa, kuigi see hõivas punkti ruudu nurkade vahelises kõveras ringis. Seejärel avaldas ta oma järeldused tõelise asukoha kindlaksmääramise kohta raamatus pealkirjaga Joonised ja mõõtmed.
*Sisemine kliirens
Tänapäeval aitab see arusaam meil välja töötada laagreid, millel on teatav lõtku või lõtvus, mida nimetatakse ka sisekliirensiks või täpsemalt radiaalseks ja aksiaalseks lõtkuks. Radiaalne lõtk on lõtk, mida mõõdetakse risti laagriteljega, ja aksiaalne lõtk on lõtk, mida mõõdetakse paralleelselt laagriteljega.
See lõtk on algusest peale kavandatud laagrisse, et võimaldada laagril taluda koormusi erinevates tingimustes, võttes arvesse selliseid tegureid nagu temperatuuri laienemine ja see, kuidas sisemise ja välimise rõnga vaheline paigaldus mõjutab laagri eluiga.
Täpsemalt võib kliirens mõjutada müra, vibratsiooni, kuumastressi, läbipainde, koormuse jaotust ja väsimust. Suurem radiaalne lõtk on soovitav olukordades, kus sisemine rõngas või võll eeldatavasti kuumeneb ja laieneb kasutamise ajal võrreldes välimise rõnga või korpusega. Sellises olukorras väheneb lõtk laagris. Vastupidi, mäng suureneb, kui välimine rõngas laieneb rohkem kui sisemine rõngas.
Suurem aksiaalne lõtk on soovitav süsteemides, kus võlli ja korpuse vahel on ebaühtlus, kuna kõrvalekaldumine võib põhjustada väikese sisemise kliirensiga laagri kiire rikke. Suurem kliirens võib võimaldada laagril toime tulla ka veidi suurema tõukejõuga, kuna see tekitab suurema kontaktnurga.
*Fitments
On oluline, et insenerid saavutaksid laagri sisemise kliirensi õige tasakaalu. Liiga pingul ja ebapiisava lõtkuga laager tekitab liigset kuumust ja hõõrdumist, mis põhjustab kuulide libisemist võistlusrajal ja kiirendab kulumist. Samuti suurendab liiga suur kliirens müra ja vibratsiooni ning vähendab pöörlemise täpsust.
Kliirensit saab juhtida erinevate sobituste abil. Tehnilised sobitused viitavad kahe omavahel ühendatud osa vahelisele ruumile. Tavaliselt kirjeldatakse seda kui võlli augus ja see näitab võlli ja sisemise rõnga ning välisrõnga ja korpuse vahelise tiheduse või lõtvuse astet. Tavaliselt väljendub see lõdvalt, lõtvunud või tihedalt, segades.
Sisemise rõnga ja võlli vaheline tihedus on oluline, et hoida seda paigal ja vältida soovimatut pugemist või libisemist, mis võib tekitada kuumust ja vibratsiooni ning põhjustada kahjustusi.
Kuid interferents vähendab kuullaagri kliirensit, kuna see laiendab sisemist rõngast. Sama tihe sobitus korpuse ja välimise rõnga vahel väikese radiaallõtkuga laagris surub välisrõnga kokku ja vähendab kliirensit veelgi. Selle tulemuseks on negatiivne sisemine kliirens – mis muudab võlli avast suuremaks – ning põhjustab liigset hõõrdumist ja varajase rikke.
Eesmärk on, et laager töötab normaalsetes tingimustes, et lõtk oleks null. Selle saavutamiseks vajalik esialgne radiaalne lõtk võib aga põhjustada probleeme kuulide libisemisega või libisemisega, mis vähendab jäikust ja pöörlemise täpsust. Seda esialgset radiaalset lõtku saab eellaadimise abil eemaldada. Eelkoormus on vahend püsiva aksiaalse koormuse rakendamiseks laagrile, kui see on paigaldatud, kasutades seipe või vedrusid, mis on paigaldatud vastu sisemist või välimist rõngast.
Insenerid peavad arvestama ka asjaoluga, et õhukese ristlõikega laagrite kliirensit on lihtsam vähendada, kuna rõngad on õhemad ja kergemini deformeeruvad. Väikeste ja miniatuursete laagrite tootjana soovitab JITO Bearings oma klientidele, et võlli-korpuse kinnitustega tuleb olla ettevaatlikum. Võlli ja korpuse ümarus on ka õhukeste laagrite puhul olulisem, kuna ümmargune võll deformeerib õhukesed rõngad ning suurendab müra, vibratsiooni ja pöördemomenti.
*Tolerantsid
Väärarusaam radiaalse ja aksiaalse mängu rollist on pannud paljud segamini mängimise ja täpsuse vahelise seose, eriti täpsuse, mis tuleneb parematest tootmistolerantsidest.
Mõned inimesed arvavad, et ülitäpsel laagril ei tohiks olla peaaegu mingit lõtku ja see peaks pöörlema väga täpselt. Nende jaoks tundub lõtv radiaalne lõtk vähem täpne ja jätab madala kvaliteediga mulje, kuigi see võib olla ülitäpne laager, mis on tahtlikult loodud lõdva lõtkuga. Näiteks oleme varem mõnelt oma kliendilt küsinud, miks nad tahavad suurema täpsusega laagrit, ja nad on meile öelnud, et nad tahavad lõtku vähendada.
Siiski on tõsi, et sallivus parandab täpsust. Vahetult pärast masstootmise tulekut mõistsid insenerid, et kahe täpselt ühesuguse toote valmistamine ei ole otstarbekas ega ökonoomne, kui see on üldse võimalik. Isegi kui kõik tootmismuutujad jäetakse samaks, on ühe ja teise üksuse vahel alati väikesed erinevused.
Tänapäeval on see lubatav või vastuvõetav tolerants. Kuullaagrite tolerantsiklassid, mida tuntakse ISO (meetriline) või ABEC (tolline) reitinguna, reguleerivad lubatud hälbeid ja katte mõõte, sealhulgas sisemise ja välimise rõnga suurust ning rõngaste ja jooksuteede ümardust. Mida kõrgem on klass ja mida väiksem on tolerants, seda täpsem on laager pärast kokkupanemist.
Luues kasutamise ajal õige tasakaalu kinnituse ning radiaal- ja aksiaallõtku vahel, suudavad insenerid saavutada ideaalse nullkliirensi ning tagada madala müra ja täpse pöörlemise. Seda tehes saame selgeks teha segaduse täpsuse ja mängu vahel ning samamoodi, nagu Stanley Parker tegi revolutsiooni tööstuslikus mõõtmises, muuta põhjalikult seda, kuidas me laagritesse suhtume.
Postitusaeg: märts 04-2021
