Võlla ja korpuse tolerantsiklassid veerelaagritele: kuidas sobituse valik määrab sisemängu

Otsustage kõigepealt, milline ring pöörleb koormuse suhtes

Sobituse valik algab ühest küsimusest: kas koormuse suund pöörleb ringi suhtes või jääb ring koormuse all paigale? Ring, mis pöörleb koormuse suhtes, kalab oma istmikul libisema, kui sobitus seda ei hoia, seega vajab istmik surve- või üleminekusobitust.

Ring, mille koormuse suund on paigalne, jääb oma kohale, seega on mängusobitus aktsepteeritav ja sageli soovitatav, sest võimaldab ringil aksiaalselt nihkuda. Kaks istmikku tabeldatakse eraldi.

Võllal nõuab pöörlev siseringi koormus ülemäära klasse nagu h5, js5, js6, k5, k6, m5, m6, n6, p6 või r6 sõltuvalt koormusest ja diameetrist, samas kui paigalseisev siseringi koormus kasutab g6, kui ring peab libedalt liikuma, ja h6, kui ei pea².

Korpuses kasutab paigalseisev välistingi koormus mänguklasse H7, H8, G7 või F7, samas kui pöörlev välistingi koormus kasutab M7, N7 või P7⁵. Mõlemad tabelid on koormuseliigi, laagritüübi ja suuruse funktsioonid, seega ei saa klassi valida ainult koormuse suunda järgides²⁵.

Viga siin maksab kaks korda. Lõtv istmik laseb jooksurajal pöörleda ja võlla või korpuse vastu hõõruda, ning istmik, mis suhteliselt õhukest ringi korralikult ei toeta, lühendab kasutusaega ja võib sundida võlla või korpust enne varulaagri paigaldust ümber töötama¹¹.

Võllaklassi lugemine koormus- ja diameetritabelist

Pöörleva siseringi puhul tabeldatakse võllaklass koormuse suuruse ja võlla diameetri suhtes ning sobitus on defineeritud laagri kerduse Normaaltolerantsi suhtes — seega tähendab sama tähtklass erinevates diameetrites erinevat absoluutset ülemäära²¹².

Allolev tabel on kerge ja normaalne koormusjuht silindrilise kerdusega laagritele klassides 0, 6X ja 6; raske või löögikoormus nihutab klassi n6, p6 või r6 ja nõuab laagrit, mille sisemäng on standardsuursem². Kaks leevendust on olulised.

Kus nõutakse kõrget täpsust, asendavad js5, k5 ja m5 klassid js6, k6 ja m6². Üksikrealistel koonilistel rulllaagritel ja nurgakontaktiga kuullaageritel võib k5 ja m5 asendada k6 ja m6, sest sobitusest tulenevat sisemängu vähendust seal arvesse võtta ei ole vaja².

Korpusklassi lugemine koormus- ja nihketabelist

Korpusklass sõltub sellest, kas välisting peab saama aksiaalselt nihkuda, koormuseliigist ja sellest, kui kuumalt võll ja sisering töötavad. Üksainus vaikeklass on seega vale pöörleva välistingi või kuuma võlla jaoks⁵.

Kus välistingi koormus on paigalne ja ring peab hõlpsasti nihkuma, on H7 tavaline valik; G7 võib rakendada suure laagri või suure temperatuurierinevuse puhul välistingi ja korpuse vahel⁵. Kus võll ja sisering töötavad kuumalt, liigub korpusklass G7-le, suure laagri või suure temperatuurierinevuse puhul F7-le⁵.

Pöörlev välistingi koormus ei ole nihutatav ja saab M7, N7 või P7 sõltuvalt koormusest ja korpuse seinapaksusest⁵.

Kontrollige, kas ülemäära sööb sisemängu

Survesobitus paisutab siseringi ja see paisumine vähendab laagri valmistatud ehk töökoja sisemängu¹⁹. Tihe korpussobitus teeb sama väljastpoolt, kokkusurudes välistingi, seega liituvad kaks vähendust³.

Kui vähendust ei arvestata, võib töökoja mängu jääda liiga vähe, et üldse jätaks töömängu, ja laager võib libiseda negatiivsesse mängu, liigsesse hõõrdumisse ja varajasesse rikkesse³¹⁹. Vähendus ei ole lihtsalt nominaalne ülemäära.

Efektiivne ülemäära arvutatakse kui kaks kolmandikku nominaalsest ülemäärast, vähendatud lapituuse mõõduga, nii siseringi kui ka välistingi puhul, ja tulemuseks olev mängumuutus sõltub efektiivsest ülemäärast, sobituvast võlla diameetrist ja korpuse kerduse seinapaksusest⁹. Seepärast tuleb sobitus- ja mänguklass valida koos, mitte üksteise järel.

Kus sobitus on tihe, töötemperatuur on pidevalt kõrge või pöörete arv ületab standardvahemiku, on õige valik suurem mänguklass nagu C3; C4 on reserveeritud erakordselt kõrgetele temperatuuridele, märkimisväärsele termilisele erinevusele võlla ja korpus vahel, õheseinalistele korpusetele või tõsisele joondusveale²⁰.

Üks tarnija nimetab C3-d vaikeosoituseks paljudele tavalistele tööstuslikele elektrimootoritele ja käigukastidele — see on selle tarnija positsioon, mitte reegel iga rakenduse jaoks²⁰.

Temperatuurierinevus ja vaba külje lahendus

Mäng liigub ka temperatuuriga. Kui siseringilt või võllalt oodatakse kuumemat tööd ja suuremat paisumist kui välistingilt või korpuseselt, väheneb mäng töös, seega on suurem radiaalne mäng juba algusest soovitud; kui välisting paisub rohkem kui sisering, suureneb mäng hoopis⁴.

Sama loogika juhib mänguklassi: C3, kui töötemperatuur on pidevalt kõrge, sobitused on tihedad või pöörete arv on standardist kõrgem, ja C4, kui termiline erinevus võlla ja korpus vahel on märkimisväärne²⁰. Laager vabal küljel on teine viis selle liikumise omaksamiseks.

See kompenseerib töötemperatuuri muutusest tingitud paisumise või kahanemise ja kus vabal küljel kasutatakse lahutamatut laagrit, on välistingi ja korpus vahel ette nähtud mängusobitus, mõnel juhul ka võlla ja siseringi vahel²¹. See mängusobitus on teadlik termiline ettevalmistus, mitte fikseeriva külje sobituse lõdvem versioon.

Piirake ülemäära mõlemast otsast

Sobitus peab olema piisavalt tihe, et peatada ringi libisemine, ja piisavalt lõtv, et seda üle koormata ei saaks. Õiged sobitused takistavad jooksuraja pöörlemist võlla või korpuse suhtes ja sellele järgnevat hõõrdkorrosiooni ja kleepumist ning toetavad suhteliselt õhukesi laagri ringe; lubatud võlla ja korpuse tolerantsid on vaid veidi suuremad kui sobituvatel laagrikomponentidel¹¹.

Siseringi pressimine lisab ringi rõnguspingedele. Ühel konkreetsel juhul — nurgakontaktiga kuullaagrile 120 mm kerdusega peavõlla tugilaagrina M50 terasest turboreaktorimootorile — soovitab allikas, et see pressimise komponent rõnguspingetes ei tohiks ületada umbes 140 MPa¹⁷.

See arv pärineb ühest suure kiirusega lennundusrakendusest ja ei ole üldine tööstuslik piir; käsitlege seda meeldetuletusena, et maksimaalset ülemäära piirab ringi pinge, ja küsige laagritarnijalt piir, mis kehtib teie laagrile.

Valige paigaldusmeetod, mis suudab sobituse saavutada

Joonisel toodud ülemäära peab olema saavutatav ilma jooksurada kahjustamata. Silindrilise kerdusega laagrid paigaldatakse üldiselt presssobitusega või siseringi kuumutamisega, et paisutada selle kerdust enne koostamist — kahanemissobitus²⁶.

Suuremate laagrite või suurema ülemäära puhul vähendab soe paigaldus jooksuraja kahjustuse riski pressimise ajal, ja kus välisting vajab survesobitust, võib laagri enne jahutada kuiva jääga, kandes eelnevalt peale roostetõkke töötluse²⁶. Tööriistad on sama olulised kui temperatuur.

Olenevalt laagritüübist ja sobitusest tuleb kasutada laagripresse, induktsioonkütteid või hüdraulilisi presse, ja jõudu ei tohi kunagi rakendada otse veeremelementidele — ainult paigaldatavale ringile¹³.

Mida enne tellimust joonisel kinnitada

Sobitused kirjutatakse tähe-pluss-numbri kombinatsioonidena nagu m6 ja H7, kus väiketäht on võlla välisdiameeter ja suurtäht on korpuse kerdus, ja igaüks neist on defineeritud laagri kerduse või välismõõdu Normaaltolerantsi suhtes¹².

Kuna need Normaaltolerantsid kasvavad laagri suurusega, annab sama klass suuremal laagril teistsuguse absoluutse sobituse; seega on joonis ilma laagri tolerantsiklassita, mille suhtes see on defineeritud, puudulik¹². Allikad ei anna numbrilisi istmiku geomeetria ega pindade väärtusi, seega tuleb need kirja panna kontrollipunktidena, mitte kopeeritud arvudena.

• ✓Nimetage laagri tolerantsiklass, mille suhtes sobitus on defineeritud, kasutades ISO, DIN, ANSI/ABEC või JIS tähistust, millega tarnija töötab [S12][S14][S25]
• ✓Kinnitage võllaklass koormusjuhu ja tegeliku võlla diameetribandi suhtes, mitte vaikimisi klassi põhjal [S2]
• ✓Kinnitage korpusklass välistingi nihkevajaduse ja võlla temperatuuri suhtes [S5]
• ✓Nimetage sisemängu klass (CN, C3 või C4) ja sobitus, millega see valiti [S20]
• ✓Nõudke töökojalt võlla välimõõdu ja korpuse kerduse suuruse, pinna viimistluse ja kuju kontrollimist enne koostamist [S11]
• ✓Küsige tarnijalt kinnitust oodatava mängu vähenduse kohta määratud sobituse jaoks [S19][S9]
• ✓Nimetage paigaldusmeetod ja tööriistad, et määratud ülemäära oleks saavutatav ilma jooksurada kahjustamata [S26][S13]

Kus allikad on vastuolulised või vaikivad

Ülaltoodud tabelid pärinevad tarnijate sobitusvaliku juhenditest ja need ei näita kõik samas suunas. Alumised read hoiavad iga positsiooni eraldi; tõendid ei selgita, kumb kehtib antud masina jaoks, seega kontrollib ostja tegeliku rakenduse suhtes.

Mida allikad ei selgita

• Ükski allikas ei anna numbrilisi konkreetse laagri Δdmp/ΔDmp augu ja välismõõdu kõrvalekaldeid, seega tegelikku ülesurvet ei saa sellest artiklist arvutada.
• Ükski allikas ei anna numbrilisi radiaalse sisemise vahemiku alasid CN, C3 või C4 jaoks enne paigaldust.
• Ükski allikas ei anna täielikku rõngaste suhte teguri valemit vahemiku vähendamiseks; mainitakse ainult 2/3 tegurit ja G* tasandusmõõtu.
• Ükski allikas ei anna numbrilisi soojuspaisumise arvutusi ega temperatuurierinevust, mille korral C3 või C4 muutub vajalikuks.
• Ükski allikas ei anna miinimumülesurve valemit libisemise või frettingu vältimiseks ega üldist maksimaalse ülesurve piiri pragude või ringpinge jaoks.
• Ükski allikas ei anna numbrilisi nõudeid pinnakaredusele (Ra), silindrilisusele, ümarusele ega õla ristiasendile.
• Ükski allikas ei anna saavutatavaid või nõutavaid ülesurverväärtusi ega paigaldusjõu väärtusi pressliidesele, induktsioonküttele, õlisüstitisele ega hüdraulilisele mutrile.
• Ükski allikas ei anna numbrilisi võlli või korpuse istme geomeetrilisi piirnorme laagri piirnormide suhtes.