Képzeljünk el egy 30 mm-es motortengelyt, amelynek mérete 29,993 mm a csapágyülésnél. A csapágyfurat névleges átmérője 30 mm, de anélkül, hogy tudná, hogy az alkalmazásnak hézagillesztésre, átmenet illesztésre vagy interferencia illesztésre van szüksége, nem tudja eldönteni, hogy a tengely használható-e.
A következtetés egyszerű: a csapágy illeszkedéseket és tűréseket tervezési döntésként kell kezelni, nem pedig utólagos elgondolásként. Mint a precíziós csapágygyártó , sok idő előtti meghibásodást látunk, amelyet nem anyaghiba, hanem rossz illeszkedés okoz. A jó illeszkedés biztonságosan a helyén tartja a gyűrűt, megőrzi a belső hézagot, és alacsonyan tartja a futási zajt.
Mit jelentenek valójában a csapágy illeszkedések és tűrések
A csapágyillesztés két illeszkedési átmérő közötti kapcsolatot írja le: a csapágyfurat a tengellyel és a csapágy külső átmérője a ház furatával. A tűréshatárok határozzák meg az egyes átmérők elfogadható eltérését. Az illeszkedés ezeknek a tűréseknek az együttes eredménye.
Ha a tengely nagyobb, mint a furat, az illesztés interferencia illesztés. Ha van mérhető rés, az hézagillesztés. Ha a két átmérő a tényleges mérésektől függően átfedheti egymást, akkor ez átmeneti illesztés. Minden fitt család más célt szolgál.
Illeszkedjen a családokhoz és jellemző funkcióikhoz
Fitt család
Eredmény az illeszkedő felületen
Tipikus használat
Hézagmentes illeszkedés
Egy kis rés marad a csapágygyűrű és az illeszkedő rész között
Álló külső gyűrű rögzített terhelési iránnyal
Átmeneti illeszkedés
Kis hézag vagy kis interferencia léphet fel
Gyakran szétszerelt berendezések és a beállításra érzékeny alkatrészek
Interferencia illeszkedés
A csapágygyűrűt a tengely vagy a ház összenyomja
Forgó belső gyűrűterhelések és nagy terhelésű alkalmazások
A forgó tengelynél a tengelyen meglazult belső gyűrű elfordulhat a tengelyhez képest, így kúszásnyomokat és kopást okozhat. Álló külső gyűrű esetén a túl szoros házillesztés deformálhatja a gyűrűt és csökkentheti a tényleges belső hézagot. Ezért a csapágygyártónak, a tengelytervezőnek és a karbantartó csapatnak ugyanazt a nyelvet kell használnia.
Tolerancia osztályok és gyakorlati hatásaik
A tűrésosztályokat általában P0 (normál), P6, P5, P4 és P2 írják. Minél alacsonyabb ez a szám, annál szigorúbb a gyártási tűrés. Számos motor, szivattyú, szállítószalag és általános sebességváltó esetén a P0 elfogadható. Robotcsuklókhoz, mérőorsókhoz és nagy sebességű alkalmazásokhoz a P5 vagy P4 egyenletesebb sugárirányú kifutást és előfeszítést biztosít. A kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyaknál a szorosabb tűrés elősegíti a terhelés egyenletesebb elosztását a két sor között.
A vízszintes sávok összehasonlítják az elfogadható méretsáv relatív szélességét négy általános tűrésosztályhoz. A normál osztály a legszélesebb, és sok általános célú golyóscsapágyhoz elegendő marad. A P6 és P5 jelentősen csökkenti a sávot, és segíti a halkabb működést és egyenletesebb előterhelést. A P4 általában precíziós orsókhoz, mérőberendezésekhez és robotcsuklókhoz van fenntartva. A gyártásban a szigorúbb tűrésosztályok magasabb köszörülési költségekkel és szigorúbb tengely- és ház-előkészítéssel járnak. Ezért válassza ki az alkalmazásnak megfelelő osztályt ahelyett, hogy egyszerűen az elérhető legpontosabb osztályzatot rendelné meg.
Ha egy gépspecifikáció csak egy csapágyszámot tartalmaz, akkor kihagyja a tűrésosztályt, az illeszkedést és az üzemi hézagot. A teljes specifikációnak tartalmaznia kell a tengely tűrését és a ház tűrését is. Ez különösen fontos, ha a csapágynak nagy sebességgel kell működnie, vagy kombinált terhelést kell viselnie.
A 32-es és 33-as sorozatú kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak esetében az érintkezési szöget és a terhelési utat az illeszkedés befolyásolja. A szorosabb tengelyillesztés növelheti a hatékony előfeszítést, és a vártnál melegebbé teheti a csapágyat. Éppen ezért egy konkrét sorozat ajánlása előtt megbeszéljük a teljes szerelési feltételt.
Tengely illesztések és ház illeszkedések: Kezdje a terheléstől
A terhelés irányát először ellenőrizni kell. Ha a belső gyűrű együtt forog a tengellyel és a terhelés iránya rögzített, akkor a belső gyűrűt interferencia illesztésre van szükség. Ha a teher a külső gyűrűvel együtt forog, a külső gyűrűt erősebben kell a házban tartani. A kis és közepes golyóscsapágyak általános kiindulópontja a k5 vagy k6 tengely illesztés H7 házillesztéssel.
Nagyobb terhelés és nagyobb nyomaték esetén m6 vagy n6 szükséges. A pontos tűrésosztály a tengely átmérőjével változik, így a 20 mm-es tengelynél működő illesztés nem automatikusan megfelelő az 50 mm-es tengelyhez. Az alábbi táblázat egy relatív meghúzási skálát mutat be a szokásos tengelyillesztési szimbólumokhoz.
Ezek az oszlopok egy relatív meghúzási skálát mutatnak be a golyóscsapágyakhoz használt négy közös tengelyillesztési szimbólumhoz. A j6 illesztés sok esetben enyhe nyomással összeállítható átmeneti illesztés. A k6 illesztés könnyű interferenciát okoz, és általános az elektromos motor tengelyeinél. Az m6 illesztés erősebb interferenciát biztosít mérsékelt forgó terhelések esetén. Az n6-os illeszkedés ismét szorosabb, és csak akkor szabad kiválasztani, ha az alkalmazás egyértelműen megköveteli. A pontos interferenciaértékek a tényleges tengelyátmérőtől és a tűrésfokozattól függenek, ezért mindig ellenőrizze a szabványos tűréstáblázatot az adott méretre vonatkozóan.
Tipikus indítóelemek általános ipari alkalmazásokhoz
Alkalmazás
Tengely illeszkedés
Ház illeszkedik
Miért működik
Elektromos motor
k5 vagy k6
H7
Forgó belső gyűrűterhelés mérsékelt hőmérséklet-emelkedéssel
Kicsi sebességváltó
m6
H7
Nagyobb nyomaték és ingadozó terhelés
Ventilátor vagy szivattyú
k6
H7
Mérsékelt sebesség és egyenletes terhelési irány
Szállítószalag
m6
J7
Nagy radiális terhelés és beállítási vezérlés szükséges
Ezeket a kiindulási pontokat mindig ellenőrizni kell a tényleges terheléshez, a ház anyagához és az üzemi hőmérséklethez képest. Az alumínium ház az öntöttvastól eltérően tágul, a vékony falú ház pedig könnyebben deformálódik interferencia hatására. A végső döntést a teljes szerelvénybe való tényleges illeszkedés alapján kell meghozni.
Belső hézag: mi változik a felszerelés után
A belső hézag a gördülő elemek és a futópályák közötti rés a felszerelés előtt. A C3 hézagú csapágynak nagyobb a belső tere, mint a normál hézagcsapágyaknak, míg a C2-nek kevesebb. A felszerelés megváltoztatja a hézagot. Ha egy belső gyűrűt egy tengelyre préselnek, az kitágul, és ez a tágulás csökkenti a golyók vagy görgők számára rendelkezésre álló helyet.
A katalóguskezelés tehát csak a kiindulópont. A szerelés utáni tényleges hézag befolyásolja a zajt, a hőt és a fáradtsági élettartamot. A papíron elfogadhatónak tűnő illeszkedés még mindig forró futó csapágyat okozhat, ha az interferencia túl sokat emészt fel a belső hézagból.
A vonaldiagram a csapágy belső sugárirányú hézagának tipikus csökkenését mutatja, ha a belső gyűrűt tömör acél tengelyre szerelik fel. Az interferencia illesztésének növekedésével a belső gyűrű kitágul, és a futópálya átmérője nagyobb lesz. A tömör acél tengelyek esetében hasznos ökölszabály, hogy a hatásos interferencia körülbelül 70 százaléka átmegy hézagveszteségbe. Ez az oka annak, hogy a látszólag normális C3 hézag eltűnhet a szerelés után, ha a tengelyillesztés túl szoros. Az üzemi hőmérsékletet és a zajviselkedést a szerelt távolság határozza meg, nem a katalógusbeli távolság. Mindig becsülje meg a felszerelés állapotát, mielőtt eldönti, hogy a C2, a normál vagy a C3 a megfelelő kiindulási pont.
A kétsoros szögérintkezős golyóscsapágyak esetében az illesztés kiválasztása az érintkezési szöget és az előfeszítést is befolyásolja. A nehezebb illeszkedés a tervezettnél nagyobb hatásos előfeszítést tehet. Ezért érdemes például az 52-es és 53-as sorozatot a teljes tengely és ház állapotának figyelembevételével kiválasztani. A megfelelő szerelési gyakorlatot a mi csapágy beépítési útmutató .
Ha az alkalmazás forró, a tengely kitágulása tovább csökkentheti a hézagot. Ebben az esetben nagyobb hézagosztályra vagy valamivel enyhébb interferencia-illesztésre lehet szükség. Mindig hasonlítsa össze a csapágy működési hőmérsékleti tartományát a ház anyagával és a tengely hosszával.
A valós projektekhez és beszerzésekhez illeszkedők kiválasztása
Amikor egy ügyfél tengelyrajzot küld nekünk, először három dolgot nézünk meg: a névleges átmérőt, a tűrés fokozatát és a várható terhelési irányt. Egy egyszerű mélyhornyú golyóscsapágy a szivattyúban tökéletesen működhet K6 tengellyel és H7 házzal. A kétsoros szögérintkező golyóscsapágyazású precíziós alkalmazásnál szűkebb tengelytűrésre és gondosan ellenőrzött előfeszítésre lehet szükség.
A beszerzési csoportoknak a mérésre is gondolniuk kell. Ha a szállító nem tudja megerősíteni a tengely átmérőjét a tényleges csapágyülésnél, a legjobb csapágytűrési osztály nem tudja megmenteni a szerelvényt. Kérjen ellenőrzési jelentést, és ellenőrizze a furatot és a külső átmérőt a csapágyak átvétele után, ha az alkalmazás kritikus.
Ez a radardiagram feltérképezi a szokásos kompromisszumokat három illeszkedési család között egy öttengelyes összehasonlításban. A hézag jól illeszkedik az összeszerelés egyszerűségéhez és a szervizelés kényelméhez, de korlátozott terhelésbiztonságot és kifutás-ellenőrzést biztosít. Az átmenet illeszkedik a kényelem és a stabilitás egyensúlyába, és gyakran választják a gyakran szétszerelt berendezésekhez. Az interferencia illesztések adják a legerősebb terhelésbiztonságot és kifutás-ellenőrzést, de megnehezítik az összeszerelést, és nagyobb kockázatot jelentenek, ha az alkalmazás túlmelegszik. Az egyes sokszögek alakja emlékeztet arra, hogy nincs univerzálisan legjobb illeszkedés. A megfelelő választás attól függ, hogy a gyártási kényelem, a futási pontosság vagy az alkatrészek gyors cseréjének lehetősége a prioritás.
Minden illeszkedési döntés más egyensúlyt teremt az összeszerelés kényelme és a hosszú távú stabilitás között. Az általános célú berendezéseknél a mélyhornyú golyóscsapágyak gazdaságos és megbízható megoldást kínálnak, ha az illeszkedés szabályozott. Nagyobb merevség és kombinált terhelés esetén a kétsoros ferde golyóscsapágy gyakran a jobb kiindulási pont.
A végső szabály egyszerű: határozza meg az illeszkedést, mielőtt kiválasztja a csapágyszámot, és mérje meg a szerelt hézagot, mielőtt megítélné a csapágy teljesítményét. A tűréshatár nem papírmunka. Ezek jelentik a hidat a jó csapágykialakítás és a megbízható gép között.
