Biểu đồ dung sai lắp vòng bi ép: Các quy tắc can thiệp, lắp ráp và lắp ráp

Đội bảo trì ép vòng bi 6205 vào trục được chế tạo lại bằng cách hàn và tiện tay. Vòng bi trượt vào bằng hai cú chạm nhẹ, vì vậy họ hoàn thành công việc. Tám tuần sau, bệ trục mang những vết sẹo màu nâu rỉ sét, vòng trong đã bò ra vài độ xung quanh bệ trục và dầu mỡ chứa đầy bột sắt mịn. Không có gì trong biểu đồ dung sai phù hợp với máy ép vòng bi của họ là sai. Họ đọc sai dòng của nó.

Biểu đồ dung sai phù hợp với báo chí thực hiện chính xác một công việc. Nó chuyển đổi cấp dung sai của trục hoặc vỏ thành một phạm vi nhiễu, thường được biểu thị bằng micron, đối với một lỗ ổ trục nhất định. Nó sẽ không cho bạn biết liệu chỗ ngồi đó có chịu được khi nhiệt độ tăng lên 90 độ hay không, vòng có bị trượt dưới tải trọng quay hay không hoặc máy ép sẽ cần bao nhiêu lực. Trình tự làm việc rất đơn giản: chọn độ khít từ hướng tải và hướng quay, tra cứu độ nhiễu gây ra, sau đó kiểm tra tổn thất khe hở và lực ép. Mọi thứ dưới đây đều tuân theo thứ tự đó.

Biểu đồ dung sai phù hợp với báo chí chuyển đổi như thế nào

Sự can thiệp là một chiều dài, không phải là một tỷ lệ phần trăm. Đối với vòng trong của ổ trục trên trục, đó là đường kính ngoài của trục trừ đi đường kính lỗ ổ trục và số dương có nghĩa là vòng này phải được kéo căng để vừa khít. Các số âm mô tả độ hở, không vừa vặn và chúng là nguyên nhân hình thành các vòng leo.

Gần như mọi biểu đồ được xuất bản đều được xây dựng trên các cấp dung sai ISO 286. Trục mang các chữ cái viết thường như j, js, k, m, n, p và r; vỏ mang các chữ cái viết hoa như H, J, K, M, N và P. Chữ số sau chữ cái là cấp, và cấp 6 là lựa chọn thông thường cho ghế chịu lực vì cấp 7 gần như tăng gấp đôi dải mà không mua được lợi ích thực sự nào.

Sự phức tạp mà hầu hết các biểu đồ đều ẩn chứa trong chú thích cuối trang là lỗ ổ lăn không phải là một lỗ danh nghĩa. Vòng bi loại thông thường được sản xuất với lỗ khoan ở kích thước danh nghĩa hoặc nhỏ hơn và không bao giờ lớn hơn, do đó dải sai lệch chạy từ 0 xuống đến giới hạn âm. Đối với lỗ khoan 25 mm, dải đó là từ 0 đến âm 10 micron; đối với lỗ khoan 100 mm, nó là từ 0 đến âm 20 micron. Hậu quả thực tế là sự can thiệp mà bạn thực sự nhận được lớn hơn độ lệch trục gợi ý và khoảng cách giữa cụm lỏng nhất và cụm chặt nhất rộng hơn hầu hết các nhà thiết kế giả định.

Hãy nhìn xem cột bên phải rộng bao nhiêu. Chỗ ngồi 30 đến 50 mm trên trục m6 có thể đạt tới 9 micron hoặc 37 micron, tùy thuộc vào vị trí trục và vòng tiếp đất bên trong dải dung sai của riêng chúng. Nếu một thiết kế chỉ hoạt động ở một đầu của phạm vi đó thì biểu đồ chưa giải quyết được vấn đề; nó chỉ chuyển nó đến tầng cửa hàng.

Vòng bi rãnh sâu Sản phẩm được đề xuất Xem sản phẩm →

Các sản phẩm vòng mỏng bị ảnh hưởng nhiều nhất từ ​​sự lây lan đó. Vòng bi rãnh sâu tiêu chuẩn có thành vòng trong đủ mỏng để thêm một vài micron nhiễu sẽ tiêu tốn khoảng hở bên trong có thể đo được, đó là lý do tại sao một đường biểu đồ phù hợp với vòng bi lăn có tiết diện nặng có thể quá mạnh đối với vòng bi nhỏ có cùng lỗ khoan.

Hướng quay và tải Quyết định vòng nào chặt

Biểu đồ cung cấp cho bạn những con số chứ không phải quyết định. Quyết định bắt đầu bằng một câu hỏi duy nhất: vòng nào quay tương ứng với hướng tải? Bất kỳ vòng nào mang tải trọng quay so với vectơ tải trọng đều phải là khớp giao thoa, vì nếu không, vòng này sẽ bò quanh chỗ tựa của nó theo từng bước nhỏ, làm mòn chỗ ngồi và cuối cùng phá hủy cả lỗ khoan và trục.

Trên đầu vào động cơ điện hoặc hộp số thông thường, vòng trong quay cùng với trục trong khi hướng tải gần như cố định trong không gian. Vòng trong đó có độ khít vừa khít, thường là k6 hoặc m6 trên trục và vòng ngoài chạy trong vỏ H7 hoặc J7 cho phép lắp vừa vặn nhẹ hoặc thậm chí là khe hở nhỏ. Lật sự sắp xếp, như xảy ra với trục bánh xe hoặc bộ dẫn động ròng rọc trong đó tải quay với vòng ngoài và logic đảo ngược: vỏ trở thành chỗ ngồi kín và trục trở thành chỗ lỏng lẻo.

Trường hợp cả hai vòng đều nhìn thấy tải trọng quay hoặc khi tải trọng va đập ngược chiều thì không chỗ ngồi nào có thể bị lỏng. Vòng bi tiếp xúc góc hai hàng thường gặp trong trường hợp đó vì chúng chịu tải trọng hướng tâm và hướng trục kết hợp từ cả hai hướng và hai hàng của chúng chia sẻ tải nên áp suất mặt ngồi vẫn ở mức vừa phải. Các nhà thiết kế chỉ định chúng thường giữ trục ở m6 và vỏ ở N7 hoặc P7 thay vì nới lỏng một bên.

Vòng bi tiếp xúc góc đôi hàng 32, 33 Series Vòng bi tiếp xúc góc đôi hàng 32, 33 Series Princinal Dimensions (mm) Bearing Designations Basic Ratings Maxronoutspeed Mass(kg) d D B r P.NO. Shielded Seal... Xem sản phẩm →

Một chi tiết rất dễ bị bỏ qua. Bố trí cố định và nổi cần một ổ trục được đặt dọc trục và một ổ trục có thể trượt, đồng thời ổ trục nổi phải chạy trên khe hở hoặc khớp nối chuyển tiếp để trục có thể phát triển mà không cần tải các phần tử lăn. Việc khóa cả hai đầu bằng khớp chặt sẽ biến sự tăng nhiệt thành vấn đề tải trước.

Đọc số nhiễu

Sự can thiệp không tăng theo kích thước lỗ khoan

Một giả định phổ biến là việc tăng gấp đôi lỗ khoan sẽ tăng gấp đôi mức nhiễu. Nó không, ít nhất là không đối với một lớp dung sai cố định. Độ lệch trục cấp 6 tăng chậm theo đường kính vì chúng được xây dựng từ một đơn vị dung sai tăng theo căn bậc ba của đường kính, trong khi dải lỗ ổ trục tăng theo các bước theo tiêu chuẩn. Biểu đồ dưới đây cho thấy điều đó có ý nghĩa gì trong thực tế.

Đọc các thanh dưới dạng trung bình thay vì mục tiêu. Việc chuyển từ lỗ khoan 10 đến 18 mm sang lỗ khoan 80 đến 120 mm sẽ làm tăng gần gấp đôi mức nhiễu trung bình, từ khoảng 13 micron lên khoảng 24 micron, trong khi đường kính lại tăng theo hệ số sáu hoặc hơn. Khoảng trống đó tồn tại do đơn vị dung sai phía sau trục cấp 6 tăng chậm hơn nhiều so với đường kính danh nghĩa. Hiệu quả thực tế là các vòng bi nhỏ có độ căng vòng tương đối chặt hơn so với các vòng bi lớn có cùng loại lắp vừa vặn. Điều này giải thích tại sao ghế k6 có cảm giác êm ái phía sau vòng bi 100 mm lại có thể có cảm giác chắc chắn rõ rệt phía sau vòng bi 15 mm và đó cũng là lý do tại sao các trục quay nhỏ tốc độ cao thường di chuyển lỏng hơn một cấp. Sử dụng chiều cao của thanh để đánh giá hướng và mức độ thay đổi, sau đó xác nhận độ lệch giới hạn thực tế trong phiên bản tiêu chuẩn hiện tại trước khi bạn cắt kim loại.

Tăng trưởng nhiệt có thể xóa bỏ sự phù hợp

Sự can thiệp không phải là vĩnh viễn. Khi vòng ngoài nóng hơn vỏ hoặc khi vỏ nở ra nhanh hơn thép chịu lực, mối lắp sẽ lỏng ra. Biểu đồ tiếp theo cho thấy mức độ nhiễu lạnh tồn tại khi nhiệt độ tăng đối với ba loại vật liệu làm vỏ thông thường.

Vỏ nhôm là trường hợp cực đoan trong so sánh này. Độ giãn nở nhiệt của chúng gần gấp đôi so với thép chịu lực, do đó, một vỏ chịu được 20 micron nhiễu ở 20 độ có thể mất phần lớn khả năng giữ đó khi nhiệt độ tăng lên tới 80 độ. Vỏ thép kết hợp với ổ trục thép ổn định hơn nhiều vì cả hai bộ phận đều phát triển với tốc độ gần như nhau và khớp nối hầu như không di chuyển. Gang nằm giữa hai loại, đó là một lý do khiến nó vẫn được sử dụng phổ biến cho hộp số và vỏ máy bơm. Bài học là sự phù hợp phải được đánh giá ở nhiệt độ vận hành chứ không phải ở băng ghế lắp ráp và bất kỳ vỏ nhôm nào chịu tải quay đều cần loại nặng hơn như m6 hoặc n6 chỉ để giữ tiếp xúc khi trời nóng. Trong trường hợp vỏ máy bị nóng và không thể cấp loại nặng hơn, vai định vị hướng trục hoặc kẹp cuối là câu trả lời đáng tin cậy hơn là tạo thêm nhiều nhiễu. Nhiệt độ cũng giải thích tại sao ổ trục được đặt đúng trên bệ thử nghiệm vẫn có thể hoạt động bình thường sau khi nâng cấp công suất động cơ.

Lực lượng lắp ráp, mất khoảng trống và lựa chọn phù hợp

Lực ép theo sau sự can thiệp một cách tuyến tính

Lực ép quyết định liệu công việc được thực hiện bằng máy ép trục, máy ép thủy lực hay búa mà không ai nên sử dụng. Nó tăng theo đường thẳng có giao thoa, giúp dễ dàng ước tính từ biểu đồ trước khi đặt hàng một bộ phận. Các giá trị dưới đây giả định ổ trục có đường kính 40 mm với vòng trong rộng 15 mm được ép vào trục thép đặc.

Mỗi 5 micron nhiễu bổ sung sẽ bổ sung thêm khoảng 3,6 kN lực lắp ráp, đây là loại mối quan hệ đường thẳng mà bạn có thể ghi nhớ trong đầu khi ngồi trên ghế. Tính tuyến tính rất hữu ích vì nó cho phép bạn xác định kích thước máy ép từ biểu đồ mà không cần thực hiện phép tính ứng suất tiếp xúc đầy đủ và nó cũng giải thích tại sao các chồng dung sai lại khó khăn nhất trong quá trình lắp ráp. Một chỗ ngồi được thiết kế khoảng 15 micron có thể yêu cầu lực gấp đôi dự kiến ​​nếu cả trục và vòng đều tiếp xúc ở đầu chặt của dây đai. Lực cũng là một tín hiệu chất lượng đáng được ghi lại: nếu một ổ trục cần trượt 12 kN bằng tay thì chỗ ngồi đó có kích thước nhỏ và nếu nó cần nhiều hơn mức ước tính thì chỗ ngồi đó quá khổ, bị côn hoặc bị hư hỏng. đầy đủ trình tự lắp đặt vòng bi tiếp xúc góc hai dãy cần đọc trước khi áp dụng bất kỳ con số nào trong số này, bởi vì lực phải luôn xuyên qua vòng đang được lắp, không bao giờ xuyên qua các quả bóng.

Vòng bi đôi hàng Vòng bi hai hàng Xem sản phẩm →

So sánh js6, k6 và m6 cạnh nhau

Sự can thiệp một mình không xếp hạng phù hợp. Một lớp trông chật chội tính bằng micron vẫn có thể dễ lắp ráp nếu chỗ ngồi ngắn và vòng nhỏ, và một lớp trông vừa phải có thể khó lắp nếu vỏ có thành mỏng. Biểu đồ radar dưới đây chấm điểm ba loại trục phổ biến dựa trên năm tiêu chí thực tế.

js6 dễ lắp ráp và dễ tháo nhưng nó có khả năng chống từ biến ít nhất, do đó, nó phù hợp với các tải trọng nhẹ, ổn định, về cơ bản là không quay trong đó vai định vị đã ngăn cản chuyển động dọc trục. k6 là câu trả lời có mục đích chung cho tải hướng tâm thông thường trên vòng trong quay và nó vẫn cho phép tháo rời bằng dụng cụ kéo tiêu chuẩn. m6 đánh đổi sự thuận tiện trong lắp ráp để có cảm giác cầm chắc chắn hơn, đó là thứ mà tải nặng hoặc va đập, vỏ có thành mỏng hoặc ghế nhôm thực sự cần. Không có cái nào trong ba cái thắng trên mọi trục, và đó là mục đích của việc so sánh chúng theo cách này thay vì đọc một con số giao thoa duy nhất. Nếu độ rung và độ rão chiếm ưu thế trong lịch sử hỏng hóc của máy, hãy chấp nhận lắp ráp chặt chẽ hơn và lập kế hoạch ép phù hợp bằng máy đo lực được kiểm soát. Nếu quyền truy cập dịch vụ là hạn chế thực sự, hãy chấp nhận lớp lỏng lẻo hơn và thêm tính năng định vị theo trục để vòng không thể di chuyển.

Danh sách kiểm tra thực tế trước khi bạn cam kết phù hợp

1. Quyết định vòng nào quay tương ứng với hướng tải. Vòng đó có khớp nối nhiễu và vòng còn lại có khớp chuyển tiếp hoặc khe hở.
2. Chuyển đổi loại lỗ ổ trục thành dải lệch. Lỗ khoan của lớp bình thường không bao giờ quá khổ nên dây luôn chạy từ 0 trở xuống.
3. Kiểm tra nhiễu ở nhiệt độ hoạt động chứ không phải ở nhiệt độ phòng, đặc biệt với vỏ nhôm hoặc magie.
4. Ước tính lực ép từ biểu đồ và so sánh nó với công suất ép và lực lắp mà vòng có thể chịu được một cách an toàn.
5. Xác nhận rằng khe hở tiêu tốn do nhiễu không ăn quá một nửa khe hở bên trong ổ trục.
6. Xác minh rằng quy trình gia công của bạn thực sự có thể giữ được dung sai mà bạn đã chỉ định. Không có biểu đồ nào tồn tại được trên một chiếc máy tiện không thể chứa được 10 micron.

Không ai trong số này thay thế tiêu chuẩn. Biểu đồ là lối tắt thông qua các bảng ISO và các bảng đó thay đổi giữa các phiên bản. Những gì biểu đồ mang lại cho bạn là một cách nhanh chóng để kiểm tra độ chính xác của một thiết kế trước khi nó được đưa vào sản xuất: đầu tiên là phạm vi giao thoa, tổn thất nhiệt thứ hai, lực ép thứ ba, khả năng chống rão cuối cùng. Tại Vòng bi Wanshun Ninh Ba , chúng tôi chế tạo các vòng bi tiếp xúc góc rãnh sâu và hàng đôi trong phạm vi lỗ khoan từ 10 đến 120 mm và chúng tôi muốn trả lời câu hỏi về độ phù hợp trước khi bật máy ép hơn là sau khi bệ trục đã bị loại bỏ.