Pastāv zināma neskaidrība saistībā ar gultņu precizitāti, tā ražošanas pielaidēm un iekšējās klīrensa līmeni vai “spēli” starp skriešanas ceļiem un bumbām. Šeit Vu Šidžens, mazo un miniatūru gultņu eksperta JITO Bearings rīkotājdirektors, atklāj, kāpēc šis mīts joprojām pastāv un kam inženieriem vajadzētu pievērst uzmanību.
Otrā pasaules kara laikā munīcijas rūpnīcā Skotijā mazpazīstams vīrietis vārdā Stenlijs Pārkers izstrādāja patiesās pozīcijas jēdzienu jeb to, ko mēs šodien pazīstam kā ģeometrisko dimensiju un toleranci (GD&T). Pārkers pamanīja, ka, lai gan dažas funkcionālās daļas, kas tika ražotas torpēdām, pēc pārbaudes tika noraidītas, tās joprojām tika nosūtītas uz ražošanu.
Rūpīgāk pārbaudot, viņš atklāja, ka pie vainas ir pielaides mērījums. Tradicionālās XY koordinātu pielaides izveidoja kvadrātveida pielaides zonu, kas izslēdza daļu, lai gan tā aizņēma punktu izliektajā apļveida telpā starp kvadrāta stūriem. Viņš turpināja publicēt savus secinājumus par to, kā noteikt patieso pozīciju grāmatā ar nosaukumu Zīmējumi un izmēri.
*Iekšējā klīrenss
Mūsdienās šī izpratne palīdz mums izstrādāt gultņus, kuriem ir zināms spēles vai vaļīguma līmenis, ko citādi sauc par iekšējo klīrensu vai, konkrētāk, radiālo un aksiālo spēli. Radiālā spēle ir atstarpe, ko mēra perpendikulāri gultņa asij, un aksiālā spēle ir klīrenss, ko mēra paralēli gultņa asij.
Šī brīvība jau no paša sākuma ir paredzēta gultņa iekšienē, lai gultnis varētu izturēt slodzi dažādos apstākļos, ņemot vērā tādus faktorus kā temperatūras izplešanās un to, kā montāža starp iekšējo un ārējo gredzenu ietekmēs gultņa kalpošanas laiku.
Konkrēti, klīrenss var ietekmēt troksni, vibrāciju, karstuma stresu, novirzi, slodzes sadalījumu un noguruma kalpošanas laiku. Lielāka radiālā brīvkustība ir vēlama situācijās, kad paredzams, ka iekšējais gredzens vai vārpsta lietošanas laikā kļūs karstāks un izplešas, salīdzinot ar ārējo gredzenu vai korpusu. Šādā situācijā gultņa brīvkustība samazināsies. Un otrādi, spēle palielināsies, ja ārējais gredzens izplešas vairāk nekā iekšējais.
Lielāka aksiālā brīvkustība ir vēlama sistēmās, kurās ir novirze starp vārpstu un korpusu, jo novirzes dēļ gultnis ar nelielu iekšējo atstarpi var ātri sabojāt. Lielāks klīrenss var arī ļaut gultnim tikt galā ar nedaudz lielākām vilces slodzēm, jo tas rada lielāku saskares leņķi.
* Piederumi
Ir svarīgi, lai inženieri atrastu pareizo gultņa iekšējās klīrensa līdzsvaru. Pārāk saspringts gultnis ar nepietiekamu brīvību radīs pārmērīgu karstumu un berzi, kas izraisīs bumbiņu slīdēšanu sacīkšu trasē un paātrinās nodilumu. Tāpat pārāk liels klīrenss palielinās troksni un vibrāciju un samazinās rotācijas precizitāti.
Klīrensu var kontrolēt, izmantojot dažādus piederumus. Inženiertehniskie savienojumi attiecas uz atstarpi starp divām savienojošām daļām. To parasti raksturo kā vārpstu caurumā, un tas atspoguļo blīvuma vai vaļīguma pakāpi starp vārpstu un iekšējo gredzenu un starp ārējo gredzenu un korpusu. Tas parasti izpaužas kā brīvs, brīvs vai saspringts, traucējošs.
Cieši pieguļ starp iekšējo gredzenu un vārpstu, lai tas noturētu to vietā un novērstu nevēlamu šļūkšanu vai slīdēšanu, kas var radīt siltumu un vibrāciju un izraisīt degradāciju.
Tomēr iejaukšanās samazina klīrensu lodīšu gultnī, jo tas paplašina iekšējo gredzenu. Līdzīgi cieša piegulšana starp korpusu un ārējo gredzenu gultnī ar zemu radiālo brīvkustību saspiedīs ārējo gredzenu un vēl vairāk samazinās klīrensu. Tas radīs negatīvu iekšējo klīrensu, kas faktiski padara vārpstu lielāku par caurumu, un novedīs pie pārmērīgas berzes un agrīnas atteices.
Mērķis ir nodrošināt nulles darba brīvkustību, kad gultnis darbojas normālos apstākļos. Tomēr sākotnējā radiālā kustība, kas ir nepieciešama, lai to panāktu, var radīt problēmas ar bumbiņu slīdēšanu vai slīdēšanu, samazinot stingrību un rotācijas precizitāti. Šo sākotnējo radiālo brīvkustību var noņemt, izmantojot iepriekšēju ielādi. Iepriekšēja slodze ir līdzeklis pastāvīgas aksiālās slodzes uzlikšanai gultnim, kad tas ir uzstādīts, izmantojot paplāksnes vai atsperes, kas ir piestiprinātas pret iekšējo vai ārējo gredzenu.
Inženieriem jāņem vērā arī fakts, ka plānās sekcijas gultņos ir vieglāk samazināt klīrensu, jo gredzeni ir plānāki un vieglāk deformējami. Kā mazu un miniatūru gultņu ražotājs JITO Bearings saviem klientiem iesaka rūpīgāk pievērsties vārpstas un korpusa savienojumam. Vārpstas un korpusa apaļums ir svarīgāks arī ar plāniem gultņiem, jo neapaļa vārpsta deformēs plānos gredzenus un palielinās troksni, vibrāciju un griezes momentu.
*Pielaides
Pārpratums par radiālās un aksiālās spēles lomu daudziem ir licis sajaukt attiecības starp spēli un precizitāti, jo īpaši precizitāti, kas izriet no labākām ražošanas pielaidēm.
Daži cilvēki domā, ka augstas precizitātes gultņiem nevajadzētu būt gandrīz bez brīvkustības un ka tam jāgriežas ļoti precīzi. Viņiem brīva radiālā spēle šķiet mazāk precīza un rada zemas kvalitātes iespaidu, lai gan tas var būt augstas precizitātes gultnis, kas apzināti izstrādāts ar brīvu spēli. Piemēram, mēs esam jautājuši dažiem mūsu klientiem, kāpēc viņi vēlas augstākas precizitātes gultņus, un viņi mums ir teikuši, ka vēlas “samazināt brīvkustību”.
Tomēr ir taisnība, ka tolerance uzlabo precizitāti. Neilgi pēc masveida ražošanas parādīšanās inženieri saprata, ka nav ne praktiski, ne ekonomiski, ja tas vispār ir iespējams, ražot divus pilnīgi vienādus produktus. Pat tad, ja visi ražošanas mainīgie lielumi paliek nemainīgi, starp vienu un nākamo vienību vienmēr būs nelielas atšķirības.
Mūsdienās tas ir kļuvis par pieļaujamu vai pieņemamu pielaidi. Lodīšu gultņu pielaides klases, kas pazīstamas kā ISO (metriskā) vai ABEC (collas), regulē pieļaujamās novirzes un pārklājuma mērījumus, tostarp iekšējo un ārējo gredzenu izmēru, kā arī gredzenu un skrējienu apaļumu. Jo augstāka ir klase un stingrāka pielaide, jo precīzāks būs gultnis pēc tā montāžas.
Izmantojot pareizo līdzsvaru starp montāžu un radiālo un aksiālo brīvību, inženieri var sasniegt ideālu nulles darbības klīrensu un nodrošināt zemu trokšņa līmeni un precīzu rotāciju. To darot, mēs varam novērst neskaidrības starp precizitāti un spēli un tādā pašā veidā, kā Stenlijs Pārkers radīja revolūciju rūpnieciskajos mērījumos, būtiski mainīt veidu, kā mēs skatāmies uz gultņiem.
Izlikšanas laiks: 04.03.2021
