Vārpstas un korpusa pielaižu klases ritošajiem gultņiem: kā pieguldījuma izvēle nosaka iekšējo skridi

Vispirms izlemiet: kurš gredzens rotē attiecībā pret slodzi?

Pieguldījuma izvēle sākas ar vienu jautājumu: vai slodzes virziens rotē attiecībā pret gredzenu, vai gredzens paliek zem slodzes? Gredzens, kas rotē attiecībā pret slodzi, mēdz pārmest pa savu sēdekli, ja pieguldījums to notur, tāpēc sēdeklis vajag spiedpieguldījumu vai pārejas pieguldījumu.

Gredzens, kura slodzes virziens ir nekustīgs, paliek savā vietā, tāpēc brīvs pieguldījums ir pieļaujams un bieži vēlams, jo ļauj gredzenam pārvietoties aksiāli. Abi sēdekļi tiek tabulēti atsevišķi.

Uz vārpstas rotējoša iekšējā gredzena slode prasa pārmērīga izmēra klases, piemēram, h5, js5, js6, k5, k6, m5, m6, n6, p6 vai r6 atkarībā no slodzes un diametra, bet nekustīga iekšējā gredzena slode izmanto g6, ja gredzenam jākustas vienmērīgi, un h6, ja nav jā².

Korpusā nekustīga ārējā gredzena slode izmanto brīvās klases H7, H8, G7 vai F7, bet rotējoša ārējā gredzena slode — M7, N7 vai P7⁵. Abas tabulas ir atkarīgas no slodzes veida, gultņa veida un izmēra, tāpēc klasi nevar izvēlēties tikai pēc slodzes virziena²⁵.

Kļūda šeit maksā divkārši. Brīvs sēdeklis ļauj iegaistei rotēt un berzēties pret vārpstu vai korpusu, un sēdeklis, kas pareizi nesabalansē salīdzinoši plāno gredzenu, saīsina kalpošanas laiku un var piespiest pārstrādāt vārpstu vai korpusu, pirms rezerves gultnis tiek ielikts¹¹.

Vārpstas klases lasīšana no slodzes un diametra tabulas

Rotējošam iekšējam gredzenam vārpstas klase tiek tabulēta pret slodzes lielumu un vārpstas diametru, un pieguldījums ir definēts attiecībā pret gultņa urbuma Normālpielaidi — tātad viena un tā pati burtu klase dažādos diametros nozīmē atšķirīgu absolūto pārmērīgo izmēru²¹².

Zemāk redzamā tabula ir vieglās un normālās slodzes gadījums gultņiem ar cilindrisku urbumu 0, 6X un 6 klasēs; smaga vai trieciena slodze pārceļ klasi uz n6, p6 vai r6 un prasa gultni ar lielāku par standarta iekšējo skridi². Divas atlaides ir būtiskas.

Tur, kur vajadzīga augsta precizitāte, js5, k5 un m5 aizstāj js6, k6 un m6². Vienrindas koniskajiem ruļļgultņiem un leņķa kontaktlodveida gultņiem k5 un m5 var aizstāt ar k6 un m6, jo skrides samazinājums pieguldījuma dēļ tur nav jāņem vērā².

Korpusa klases lasīšana no slodzes un pārvietojamības tabulas

Korpusa klase ir atkarīga no tā, vai ārējam gredzenam jāvar pārvietoties aksiāli, no slodzes veida un no tā, cik karsti darbojas vārpsta un iekšējais gredzens. Viena noklusējuma klase tāpēc ir nepareiza rotējošam ārējam gredzenam vai karstai vārpstai⁵.

Ja ārējā gredzena slode ir nekustīga un gredzenam viegli jāpārvietojas, H7 ir parastā izvēle; G7 var piemērot lielam gultnim vai lielai temperatūras starpībai starp ārējo gredzenu un korpusu⁵. Ja vārpsta un iekšējais gredzens darbojas karsti, korpusa klase pāriet uz G7, bet lielam gultnim vai lielai temperatūras starpībai — uz F7⁵.

Rotējoša ārējā gredzena slode nav pārvietojama, un tai izmanto M7, N7 vai P7 atkarībā no slodzes un korpusa sienas biezuma⁵.

Pārbaudiet, vai pārmērīgais izmērs neapēd iekšējo skridi

Spiedpieguldījums izpleš iekšējo gredzenu, un šī izplešanās samazina ražotāja nodrošināto, jeb darbnīcas, iekšējo skridi¹⁹. Ciešs korpusa pieguldījums dara to pašu no ārpuses, saspiežot ārējo gredzenu, tāpēc abi samazinājumi saskaitās³.

Ja samazinājums netiek ņemts vērā, var pārpalikt par maz darbnīcas skrides, lai vispār atstātu darba skridi, un gultnis var nonākt negatīvā skridē, pārmērīgā berzē un priekšlaicīgā bojājumā³¹⁹. Samazinājums nav vienkārši nominālais pārmērīgais izmērs.

Efektīvais pārmērīgais izmērs tiek aprēķināts kā divas trešdaļas no nominālā pārmērīgā izmēra, atņemot saspiešanas izmēru, gan iekšējam, gan ārējam gredzenam, un iegūtā skrides izmaiņa ir atkarīga no efektīvā pārmērīgā izmēra, savienojamā vārpstas diametra un korpusa urbuma sienas biezuma⁹. Tāpēc pieguldījuma klase un skrides klase ir jāizvēlas kopā, nevis pēc kārtas.

Tur, kur pieguldījums ir ciešs, darba temperatūra pastāvīgi augsta vai apgriezienu skaits pārsniedz standarta diapazonu, pareizā izvēle ir lielāka skrides klase, piemēram, C3; C4 ir rezervēts izņēmīgi augstām temperatūrām, būtiskai temperatūras starpībai starp vārpstu un korpusu, plānsienu korpusiem vai smagai izlīdzinājuma novirzei²⁰.

Viens piegādātājs norāda C3 kā noklusējuma ieteikumu daudziem izplatītiem rūpnieciskajiem elektromotoriem un pārnesumkārbām — tā ir šī piegādātāja pozīcija, nevis noteikums katrai pielietojuma vietai²⁰.

Temperatūras starpība un brīvās puses risinājums

Skride mainās arī ar temperatūru. Ja iekšējam gredzenam vai vārpstai paredzams darboties karstāk un izplesties vairāk nekā ārējam gredzenam vai korpusam, darba skride samazinās, tāpēc no sākuma vēlama lielāka radiālā skride; ja ārējais gredzens izplešas vairāk nekā iekšējais, skride tā vietā pieaug⁴.

To pašu loģiku atspoguļo skrides klase: C3, ja darba temperatūra ir pastāvīgi augsta, pieguldījumi ir cieši vai apgriezienu skaits pārsniedz standartu, un C4, ja temperatūras starpība starp vārpstu un korpusu ir būtiska²⁰. Gultnis brīvajā pusē ir otrs veids, kā uztvert šo kustību.

Tas kompensē izplešanos vai saraušanos, ko rada darba temperatūras izmaiņas, un, ja brīvajā pusē tiek izmantots nesaraujams gultnis, starp ārējo gredzenu un korpusu tiek paredzēts brīvs pieguldījums, dažos gadījumos arī starp vārpstu un iekšējo gredzenu²¹. Šis brīvais pieguldījums ir apzināts termisks risinājums, nevis brīvāka fiksētās puses pieguldījuma versija.

Ierobežojiet pārmērīgo izmēru no abām pusēm

Pieguldījumam jābūt pietiekami ciešam, lai apturētu gredzena pārmešanu, un pietiekami brīvam, lai to pārslogotu. Pareizi pieguldījumi novērš iegaites rotāciju attiecībā pret vārpstu vai korpusu un no tā izrietošo berzes koroziju un virsmu iešļūkšanu, un tie balsta salīdzinoši plānos gultņa gredzenus; pieļaujamās vārpstas un korpusa pielaides ir tikai nedaudz lielākas par savienojamo gultņa komponentu pielaidēm¹¹.

Iekšējā gredzena iespiešana palielina gredzena apļa spriegumu. Vienā konkrētā gadījumā — leņķa kontaktlodveida gultnim ar 120 mm urbumu kā galvenās vārpstas aksiālajam gultnim no M50 tērauda turbostrūklas dzinējam — avots iesaka, lai šī spiedpieguldījuma komponente apļa spriegumā nepārsniegtu aptuveni 140 MPa¹⁷.

Šis skaitlis nāk no vienas augsta ātruma aviācijas pielietojuma un nav vispārēja rūpnieciska robeža; uztveriet to kā atgādinājumu, ka maksimālo pārmērīgo izmēru ierobežo gredzena spriegums, un pajautājiet gultņu piegādātājam par robežu, kas attiecas uz jūsu gultni.

Izvēlieties uzstādīšanas metodi, kas spēj sasniegt pieguldījumu

Zīmējumā norādītais pārmērīgais izmērs jāvar sasniegt, nesabojājot iegaisti. Gultņi ar cilindrisku urbumu parasti tiek uzstādīti ar spiedpieguldījumu vai uzsildot iekšējo gredzenu, lai izplestu tā urbumu pirms montāžas — saraušanās pieguldījums²⁶.

Lielākiem gultņiem vai lielākam pārmērīgajam izmēram siltais montāžas veids samazina iegaites bojājuma risku spiešanas laikā, un, ja ārējam gredzenam vajag spiedpieguldījumu, gultni var vispirms atdzesēt ar sauso ledu, iepriekš uzklājot pretkorozijas apstrādi²⁶. Instrumenti ir tikpat svarīgi kā temperatūra.

Atkarībā no gultņa veida un pieguldījuma jāizmanto gultņu preses, indukcijas sildītāji vai hidrauliskās preses, un spēks nekad nedrīkst tikt pielikts tieši riteņelementiem — tikai gredzenam, kas tiek uzstādīts¹³.

Kas pirms pasūtījuma jāapstiprina zīmējumā

Pieguldījumi tiek rakstīti kā burts-plus-cipars kombinācijas, piemēram, m6 un H7, kur mazais burts ir vārpstas ārējais diametrs, bet lielais burts ir korpusa urbums, un katrs no tiem ir definēts attiecībā pret gultņa urbuma vai ārējā diametra Normālpielaidi¹².

Tā kā šīs Normālpielaudes aug līdz ar gultņa izmēru, viena un tā pati klase lielākam gultnim rada citu absolūto pieguldījumu; tātad zīmējums ir nepilnīgs bez gultņu pielaižu klases, pret kuru tas ir definēts¹². Avoti nesniedz skaitliskas sēdekļa ģeometrijas vai virsmas vērtības, tāpēc tās jāformulē kā pārbaudes punkti, nevis jākopē skaitļi.

• ✓Norādiet gultņa pielaižu klasi, pret kuru pieguldījums ir definēts, izmantojot ISO, DIN, ANSI/ABEC vai JIS apzīmējumu, ar kuru strādā piegādātājs [S12][S14][S25]
• ✓Apstipriniet vārpstas klasi pret slodzes gadījumu un faktisko vārpstas diametra joslu, nevis pret noklusējuma klasi [S2]
• ✓Apstipriniet korpusa klasi pret ārējā gredzena pārvietojamības vajadzību un vārpstas temperatūru [S5]
• ✓Norādiet iekšējās skrides klasi (CN, C3 vai C4) un pieguldījumu, ar kuru tā tika izvēlēta [S20]
• ✓Pieprasiet ražotnei pārbaudīt vārpstas ārējo diametru un korpusa urbuma izmēru, virsmas raupumu un formu pirms montāžas [S11]
• ✓Lūdziet piegādātājam apstiprināt paredzamo skrides samazinājumu norādītajam pieguldījumam [S19][S9]
• ✓Nosauciet uzstādīšanas metodi un instrumentus, lai norādītais pārmērīgais izmērs būtu sasniedzams bez iegaites bojājuma [S26][S13]

Kur avoti pretrunīgi vai klusē

Iepriekšējās tabulas nāk no piegādātāju pieguldījumu izvēles ceļvežiem, un tās ne visi rāda vienā virzienā. Zemāk esošās rindas tur katru pozīciju atsevišķi; pierādījumi nepaskaidro, kura attiecas uz konkrētu mašīnu, tāpēc pircējs pārbauda pret faktisko pielietojumu.

Ko avoti nepierāda

• Neviens avots nesniedz skaitliskas konkrēta gultņa Δdmp/ΔDmp urbuma un ārējā diametra noviržu vērtības, tāpēc faktisko piespiešanu no šī raksta nevar aprēķināt.
• Neviens avots nesniedz skaitliskas radiālās iekšējās spraugas diapazonu vērtības CN, C3 vai C4 pirms montāžas.
• Neviens avots nesniedz pilnu gredzenu attiecības koeficienta formulu spraugas samazināšanai; norādīts tikai 2/3 koeficients un G* saplacināšanas izmērs.
• Neviens avots nesniedz skaitliskus termiskās izplešanās aprēķinus vai temperatūras starpību, pie kuras C3 vai C4 kļūst nepieciešami.
• Neviens avots nesniedz minimālās piespiešanas formulu rāpošanas vai fretting novēršanai, vai vispārēju maksimālās piespiešanas robežu plaisām vai gredzena spriegumam.
• Neviens avots nesniedz skaitliskas prasības virsmas raupumam (Ra), cilindriskumam, apaļumam vai pleca perpendikularitātei.
• Neviens avots nesniedz sasniedzamas vai nepieciešamas piespiešanas vērtības vai montāžas spēka vērtības presēšanai, indukcijas karsēšanai, eļļas iesmidzināšanai vai hidrauliskajai uzgrieznim.
• Neviens avots nesniedz skaitliskas vārpstas vai korpusa sēdvietu ģeometriskās pielaides attiecībā pret gultņu pielaidēm.