Triedy tolerancií hriadeľa a ložiskovej skrine sa čítajú z tabuliek typov zaťaženia, nevyberajú sa zo zvyku: rotujúci vnútorný krúžok potrebuje triedu tolerancie hriadeľa s pritlačením (h5/js6/k6 pri ľahkom zaťažení, js5/k5/m5 a pevnejšie so stúpajúcim zaťažením), zatiaľ čo stacionárny vonkajší krúžok môže použiť voľnú triedu ložiskovej skrine, napríklad H7 [S2][S5].

Každé špecifikované pritlačenie roztiahne vnútorný krúžok a spotrebuje vyrobenú vôľu, preto musí byť trieda vôľe skontrolovaná voči uloženiu a teplotnému spádu ešte pred odoslaním požiadavky na cenovú ponuku [S3][S19][S20].

Zdroje nezverejňujú numerické odchýlky vnútorného ani vonkajšieho priemeru ani rozsahy vôľe potrebné na výpočet presnej redukcie, takže uloženie aj vôľa sa musia potvrdiť s dodávateľom ložiskiek [S12][S9].

Najprv rozhodnite, ktorý krúžok sa otáča voči zaťaženiu

Výber uloženia začína jednou otázkou: otáča sa smer zaťaženia voči krúžku, alebo krúžok zostáva pod zaťažením v pokoji? Krúžok, ktorý sa voči zaťaženiu otáča, má tendenciu sa po svojom sedle posúvať (križovať), pokiaľ ho uloženie nezadrží, takže sedlo potrebuje pritlačné alebo prechodové uloženie.

Ak smer zaťaženia zostáva stacionárny, krúžok zostane na mieste, takže voľné uloženie je prípustné a často žiadané, pretože krúžku umožňuje axiálny posun. Obe sedlá sa tabuľujú oddelene.

Na hriadeli si rotujúce zaťaženie vnútorného krúžku vyžaduje triedy s pritlačením ako h5, js5, js6, k5, k6, m5, m6, n6, p6 alebo r6 podľa zaťaženia a priemeru, zatiaľ čo stacionárne zaťaženie vnútorného krúžku používa g6, kde sa krúžok musí hýbať plynulo, alebo h6, kde to nutné nie je2.

V ložiskovej skrine používajú stacionárne zaťaženia vonkajšieho krúžku voľné triedy H7, H8, G7 alebo F7, zatiaľ čo rotujúce zaťaženie vonkajšieho krúžku berie M7, N7 alebo P75. Obe tabuľky sú funkciami typu zaťaženia, typu ložiska a veľkosti, takže triedu nemožno vybrať len podľa smeru zaťaženia25.

Chyba tu stojí dvakrát. Voľné sedlo umožní otáčanie obežnej dráhy a jej otrie o hriadeľ alebo skriňu (korózne opotrebenie trecím križovaním) a sedlo, ktoré tenkú obežnú dráhu riadne nepodopiera, skracuje prevádzkovú životnosť a môže vynútiť opracu hriadeľa alebo skrine skôr, než sa vloží náhradné ložisko11.

Čítanie triedy hriadeľa z tabuľky zaťaženia a priemeru

Pri rotujúcom vnútornom krúžku sa trieda hriadeľa tabuluje voči veľkosti zaťaženia a priemeru hriadeľa a uloženie je definované voči normálnej tolerancii vnútorného priemeru ložiska — tá istá písmenná trieda teda znamená pri rôznych priemeroch rôzne absolútne pritlačenie212.

Nasledujúca tabuľka uvádza prípad ľahkého a normálneho zaťaženia pre ložiská s valcovým vnútorným priemerom tried 0, 6X a 6; ťažké alebo rázové zaťaženie posúva triedu na n6, p6 alebo r6 a vyžaduje ložisko s väčšou vnútornou vôľou, než je štandard2. Sú dve zmiernenia relevantné.

Tam, kde sa vyžaduje vysoká presnosť, nahrádzajú js5, k5 a m5 triedy js6, k6 a m62. Pri jednoradových kužeľových valčekových ložiskách a guľôčkových ložiskách s kosým kontaktom možno k5 a m5 nahradiť k6 a m6, pretože redukcia vnútornej vôľe spôsobená uložením sa tam nemusí zohľadniť2.

Prípad zaťaženia a priemer hriadeľaTrieda tolerancie hriadeľaPoznámka
Ľahké alebo kolísavé, do 18 mmh5Vysoká presnosť: použite js5 [S2]
Ľahké alebo kolísavé, 18–100 mmjs6Vysoká presnosť: použite js5 [S2]
Ľahké alebo kolísavé, 100–200 mmk6Vysoká presnosť: použite k5 [S2]
Normálne, do 18 mmjs5[S2]
Normálne, 18–100 mmk5Kužeľové valčekové a kosokontaktné ložiská: k6 prípustné [S2]
Normálne, 100–140 mmm5Kužeľové valčekové a kosokontaktné ložiská: m6 prípustné [S2]
Normálne, 140–200 mmm6[S2]
Normálne, 200–280 mmn6[S2]
Normálne, 280–400 mmp6[S2]
Normálne, 400–500 mmr6[S2]
Ťažké alebo rázové, podľa priemerun6 / p6 / r6Ložisko potrebuje väčšiu než štandardnú vôľu [S2]

Čítanie triedy ložiskovej skrine z tabuľky zaťaženia a posuvu

Trieda ložiskovej skrine závisí od toho, či musí byť vonkajší krúžok axiálne posuvný, od typu zaťaženia a od toho, ako horúco beží hriadeľ a vnútorný krúžok. Jedina predvolená trieda je preto pre rotujúci vonkajší krúžok alebo horúci hriadeľ nesprávna5.

Ak je zaťaženie vonkajšieho krúžku stacionárne a krúžok sa má ľahko posúvať, H7 je bežná voľba; pri veľkom ložisku alebo veľkom teplotnom rozdiele medzi vonkajším krúžkom a skriňou prichádza do úvahy G75. Beží-li hriadeľ a vnútorný krúžok horúco, posúva sa trieda skrine na G7, pri veľkom ložisku alebo veľkom teplotnom rozdiele F75.

Rotujúce zaťaženie vonkajšieho krúžku nie je posuvné a berie M7, N7 alebo P7 podľa zaťaženia a steny skrine5.

Zaťaženie vonkajšieho krúžku a požiadavka posuvuTrieda tolerancie ložiskovej skrinePoznámka
Stacionárny vonkajší krúžok, ľahko posuvnýH7G7 pre veľké ložisko alebo veľký teplotný rozdiel [S5]
Stacionárny vonkajší krúžok, ľahké alebo normálne zaťaženieH8[S5]
Vysoká teplota na hriadeli a vnútornom krúžkuG7F7 pre veľké ložisko alebo veľký teplotný rozdiel [S5]
Celistvá skriňa, vysoká obežná presnosťK6 alebo JS6K6 prevažne valčekové ložiská, JS6 prevažne guľôčkové [S5]
Zaťaženie neurčitým smerom, ľahké alebo normálneJS7Pre vysokú presnosť použite JS6 alebo K6 [S5]
Zaťaženie neurčitým smerom, normálne alebo ťažkéK7Zásadne neposuvné [S5]
Rotujúci vonkajší krúžok, ľahké alebo kolísavéM7Neposuvné [S5]
Rotujúci vonkajší krúžok, normálne alebo ťažkéN7Prevažne guľôčkové ložiská [S5]
Tenkostenná skriňa, ťažké alebo rázové zaťaženieP7Prevažne valčekové ložiská [S5]

Skontrolujte, či pritlačenie nezjeje vnútornú vôľu

Pritlačné uloženie roztiahne vnútorný krúžok a toto rozotiahnutie zmenší vyrobenú, čiže strojovú vnútornú vôľu ložiska19. Pevné uloženie v skrini urobí to isté zvonka stlačením vonkajšieho krúžka, takže obe redukcie sa sčítavajú3.

Ak sa redukcia nezohľadní, môže zostať málo strojovej vôľe na to, aby vôbec nejaká prevádzková vôľa zostala, a ložisko môže prejsť do zápornej vôľe, nadmerného trenia a predčasnej poruchy319. Redukcia nie je jednoducho nominálne pritlačenie.

Účinné pritlačenie sa počíta ako dve tretiny nominálneho pritlačenia mínus rozmer sploštenia, a to pre vnútorný aj vonkajší krúžok, a výsledná zmena vôľe závisí od účinného pritlačenia, zodpovedajúceho priemeru hriadeľa a hrúbky steny vnútra skrine9. Preto sa trieda uloženia a trieda vôľe musia vybrať spoločne, nie postupne.

Tam, kde je uloženie pevné, prevádzková teplota trvale vysoká alebo otáčky presahujú štandardný rozsah, je správnou voľbou väčšia trieda vôľe, napríklad C3; C4 sa vyhradzuje pre výnimočne vysoké teploty, významný tepelný rozdiel medzi hriadeľom a skriňou, tenkostenné skrine alebo ťažkú decentráciu20.

Jeden dodávateľ uvádza C3 ako predvolené odporúčanie pre mnohé bežné priemyslové motory a prevodovky — to je stanovisko tohto dodávateľa, nie pravidlo pre každú aplikáciu20.

Teplotný rozdiel a usporiadanie s voľnou stranou

Vôľa sa mení aj s teplotou. Ak sa má vnútorný krúžok alebo hriadeľ ohrievať viac a rozpínať viac ako vonkajší krúžok alebo skriňa, vôľa v prevádzke klesá, preto sa od začiatku žiada vyššia radiálna vôľa; rozpína-li sa vonkajší krúžok viac ako vnútorný, vôľa naopak rastie4.

Tou istou logikou sa riadi aj trieda vôľe: C3, keď je prevádzková teplota trvale vysoká, uloženia pevné alebo otáčky nad štandardom, a C4, keď je tepelný rozdiel medzi hriadeľom a skriňou významný20. Ložisko na voľnej strane je druhá cesta, ako tento pohyb vstrebať.

Kompenzuje rozpínanie alebo zmrštenie spôsobené zmenou prevádzkovej teploty a tam, kde sa na voľnej strane použije nerozoberateľné ložisko, sa medzi vonkajším krúžkom a skriňou predpokladá voľné uloženie, v niektorých prípadoch aj medzi hriadeľom a vnútorným krúžkom21. Toto voľné uloženie je zámerné tepelné opatrenie, nie voľnejšia varianta uloženia na strane upevnenia.

Ohraničte pritlačenie z oboch strán

Uloženie musí byť dosť pevné, aby krúžok nekrižoval po sedle, a dosť voľné, aby nebol preťažený. Správne uloženia bránia otáčaniu obežnej dráhy voči hriadeli alebo skrini a následné križovacie opotrebenie a zaseknutie a podopierajú relatívne tenké obežné dráhy; prípustné tolerancie hriadeľa a skrine sú len nepatrne väčšie ako tolerancie zodpovedajúcich komponentov ložiska11.

Nalisovanie vnútorného krúžku zväčšuje obehové napätie v krúžku. Pre jeden konkrétny prípad — guľôčkové ložisko s kosým kontaktom s vnútorným priemerom 120 mm ako axiálne ložisko hlavného hriadeľa z ocele M50 pre prúdový motor — odporúča zdroj, aby táto zlisovacia zložka obehového napätia nepresiahla približne 140 MPa17.

Táto hodnota pochádza z jedinej vysokorýchlostnej leteckej aplikácie a nie je všeobecným priemyselným limitom; chápte ju ako pripomienku, že maximálne pritlačenie ohraničuje napätie krúžku, a opýtajte sa dodávateľa ložiskiek na limit platný pre vaše ložisko.

Vyberte montážny postup, ktorý uloženie dosiahne

Pritlačenie na výkrese musí byť dosiahnuteľné bez poškodenia obežnej dráhy. Ložiská s valcovým vnútorným priemerom sa zvyčajne montujú nalisovaním alebo zahriatím vnútorného krúžku, aby sa jeho vnútorný priemer pred montážou roztiahol — zmršťovacie uloženie26.

Pri väčších ložiskách alebo väčšom pritlačení znižuje teplá montáž riziko poškodenia obežnej dráhy pri lisovaní a tam, kde vonkajší krúžok potrebuje pritlačné uloženie, môže sa ložisko najprv schladiť suchým ľadom, s vopred nanesenou ochranou proti korózii26. Náradie má rovnakú váhu ako teplota.

Podľa typu ložiska a uloženia sa majú použiť lisy na ložiská, indukčné ohrievače alebo hydraulické lisy a sila sa nikdy nesmie pôsobiť priamo na valivé telesá — len na krúžok, ktorý sa montuje13.

Čo pred objednaním potvrdiť na výkrese

Uloženia sa zapisujú ako kombinácie písmena a číslice, napríklad m6 a H7, pričom malé písmeno označuje vonkajší priemer hriadeľa a veľké písmeno vnútorný priemer skrine a každé z nich je definované voči normálnej tolerancii vnútorného alebo vonkajšieho priemeru ložiska12.

Pretože tieto normálne tolerancie rastú s veľkosťou ložiska, tá istá trieda vytvára na väčšom ložisku iné absolútne uloženie; výkres je preto bez triedy tolerancie ložiska, voči ktorej je definovaný, neúplný12. Zdroje neuvádzajú žiadne numerické hodnoty geometrie alebo drsnosti sedla, preto sa majú formulovať ako kontrolné body, nie ako skopírované čísla.

  • ✓Uviesť triedu tolerancie ložiska, voči ktorej je uloženie definované, v označení podľa ISO, DIN, ANSI/ABEC alebo JIS, s ktorým dodávateľ pracuje [S12][S14][S25]
  • ✓Potvrdiť triedu hriadeľa voči prípadu zaťaženia a skutočnému rozsahu priemeru hriadeľa, nie predvolenú triedu [S2]
  • ✓Potvrdiť triedu skrine voči požiadavke posuvu vonkajšieho krúžku a teplote hriadeľa [S5]
  • ✓Uviesť triedu vnútornej vôľe (CN, C3 alebo C4) a uloženie, s ktorým bola vybraná [S20]
  • ✓Vyžiadať si od výroby kontrolu priemeru hriadeľa, vnútra skrine, drsnosti povrchu a tvaru pred montážou [S11]
  • ✓Nechať od dodávateľa potvrdiť očakávanú redukciu vôľe pre špecifikované uloženie [S19][S9]
  • ✓Pomenovať montážny postup vrátane náradia, aby špecifikované pritlačenie bolo dosiahnuteľné bez poškodenia obežnej dráhy [S26][S13]

Kde sa zdroje rozchádzajú alebo mlčia

Uvedené tabuľky pochádzajú z príručiek na výber uložení od dodávateľov a neukazujú všetky tým istým smerom. Nasledujúce riadky držia každé stanovisko oddelene; dôkazy neobjasňujú, ktoré platí pre konkrétny stroj, preto si odberateľ overuje voči skutočnej aplikácii.

Sporný bod s jednotkouJeden zdroj uvádzaIný uvádzaČo má odberateľ urobiť
Trieda hriadeľa pri normálnom zaťažení, 18–100 mmk5 pre rotujúce zaťaženie vnútorného krúžku [S2]k6 prípustné pre kužeľové valčekové a kosokontaktné ložiská [S2]Potvrdiť, ktorý typ ložiska výkres skutočne používa [S2]
Trieda skrine pri stacionárnom vonkajšom krúžkuH7 ako bežná posuvná voľba [S5]H8 pri ľahkom alebo normálnom zaťažení [S5]Najprv vyjasniť požiadavku posuvu, potom vybrať triedu [S5]
Predvolená trieda vôľeC3 ako predvolená pre mnohé priemyslové motory a prevodovky [S20]CN pri stabilnej teplote a ľahkom zaťažení [S20]Skontrolovať prevádzkovú teplotu a pevnosť uloženia skôr, než sa stanoví predvolená hodnota [S20]
Maximálne obehové napätie od nalisovania (MPa)Približne 140 MPa pre jedno letecké ložisko 120 mm [S17]Žiadny všeobecný limit od žiadneho zdrojaOpýtať sa dodávateľa na limit pre vaše ložisko [S17]

Čo zdroje neoverujú

  • Žiadny zdroj neuvádza číselné hodnoty odchýlok otvoru a vonkajšieho priemeru Δdmp/ΔDmp pre konkrétne ložisko, takže skutočné predpätie nemožno z tohto článku vypočítať.
  • Žiadny zdroj neuvádza číselné rozsahy radiálnej vnútornej vôle pre CN, C3 ani C4 pred montážou.
  • Žiadny zdroj neuvádza úplný vzorec koeficientu pomeru krúžkov na zníženie vôle; uvedený je len koeficient 2/3 a rozmer zploštenia G*.
  • Žiadny zdroj neuvádza číselné výpočty tepelnej rozťažnosti ani teplotný rozdiel, pri ktorom sa C3 alebo C4 stane nevyhnutným.
  • Žiadny zdroj neuvádza vzorec minimálneho predpätia na prevenciu sklzu alebo frettingu, ani všeobecnú hranicu maximálneho predpätia pre praskliny alebo obvodové napätie.
  • Žiadny zdroj neuvádza číselné požiadavky na drsnosť povrchu (Ra), valcovitosť, okrúhlosť ani kolmosť ramena.
  • Žiadny zdroj neuvádza dosiahnuteľné alebo požadované hodnoty predpätia ani hodnoty montážnej sily pre lisovanie, indukčné ohrev, vstrekovanie oleja alebo hydraulickú maticu.
  • Žiadny zdroj neuvádza číselné geometrické tolerancie dosadacích plôch hriadeľa alebo skrine voči toleranciám ložiska.
Zdroje · 15

Technické zdroje citované na overiteľnosť — nie odporúčania dodávateľa.Prehliadnuť knižnicu výskumu.

Guľôčkové ložiská s hlbokými drážkami