Følg mig på: 
Alt hvad du bør vide om radial clearance og intern clearance
Ved første øjekast, kuglelejer er relativt simple mekaniske dele. En analyse af deres indre geometri afslører dog, at de er meget komplekse. For eksempel påvirker kuglernes overensstemmelse med løbebanen, den radiale frigang og antallet af kugler alle et kuglelejes evne til at understøtte belastninger under forskellige forhold. Typisk er kuglelejer og andre rullelejer designet og samlet med en lille indre løshed mellem rulleelementerne (kuglerne) og løbebanerne. Denne løshed skaber radial spillerum og aksial spillerum i lejet.
Det skal bemærkes, at på grund af arten af deres design og konstruktion er den indre geometri af nåle-, rulle- og koniske rullelejer meget forskellig fra den, der findes i kuglelejer. For eksempel er koniske rullelejer unikke ved, at frigangen i lejet justeres under montering. Radial spillerum og indvendig frigang i lejelejer er de vigtigste af alle rulleelementer. I dette tekniske informationsblad (TIS) gælder diskussionerne om kontaktvinkel, afbøjning, endeafstand og forspænding primært kuglelejer.
Radial spillerum eller lejes indre spillerum er den indvendige radiale løshed i et leje og er den målte værdi af den samlede radiale bevægelse af den ydre ring i forhold til den indre ring i et plan vinkelret på lejeaksen. Kuglelejer er samlet til radiale spillerumsværdier afhængigt af det ønskede område. Den radiale frigang bestemmes af de faktiske løbebanediametre og kuglediameter.
Radial spillerum kan verificeres på monterede lejer ved hjælp af specialdesignede målere. Ved måling af den radiale frigang udsættes lejet for en standard belastning for at sikre fuld kontakt mellem alle lejekomponenterne. Med hensyn til miniature- og tyndsektionslejer under en sådan belastning er den målte værdi større end den angivne værdi for radial frigang. Dette skyldes elastisk deformation. I disse tilfælde anvendes kompensationsfaktorer.
Definition af aksial frigang i et kugleleje
Aksial, eller endeafstand, er den maksimale relative aksiale bevægelse af den indre ring i forhold til den ydre ring. Endeafstanden er direkte relateret til kuglelejets radiale spillerum. I de fleste delnummereringssystemer er aksial frigang normalt ikke angivet.
Der er ofte forvirring med "løshed" og præcisionsniveau. Radial frigang angives uafhængigt af ABC toleranceklasser for ringe. Med kuglelejer bør den indvendige løshed i de fleste tilfælde fjernes i samlingsprocessen ved at påføre en aksial forspænding hen over lejeparret. Dette kan opnås med shims, fjedre, opsamlingsmøtrikker og/eller andre monteringsteknikker. Aksial forspænding er også en vigtig designparameter, der påvirker både ydeevne og levetid. Preload er forklaret mere detaljeret i et separat teknisk informationsblad (TIS).
Kontaktvinkel i et kugleleje
Hvornår kuglelejer er aksialt forspændt etableres en kontaktvinkel. Kontaktvinklen er vinklen mellem et plan vinkelret på lejeaksen og en linje, der forbinder de to kontaktpunkter mellem kuglen og de indre og ydre løbebaner. Den indledende kontaktvinkel er kontaktvinklen, når lejet udsættes for den minimale aksiale kraft eller belastning, der er nødvendig for at fjerne løsheden som følge af den radiale frigang. Yderligere påførte aksiale belastninger vil øge kontaktvinklen yderligere. Jo større værdien af radial spillerum i lejet er, jo større vil den resulterende kontaktvinkel være.
I de fleste lejeapplikationer er radial spillerum, set ud fra et funktionelt synspunkt, kritisk end aksial frigang. Som et resultat er det blevet standard indkøbsspecifikation.
Generelle designovervejelser:
Valget af den radiale spillerumsværdi i en specifik lejeapplikation er en vigtig designovervejelse. Som beskrevet tidligere påvirker radial spillerum direkte kontaktvinklen og lejets aksiale eller ende-afstand. Derudover er det i drift en vigtig faktor, der har en væsentlig indflydelse på andre faktorer som støj, vibrationer, varme, stress, nedbøjning, belastningsfordeling og udmattelseslevetid.
Montering:
En løsere eller større værdi for radial spillerum bør vælges, når lejet er monteret ved hjælp af interferenspasninger. Den radiale frigang i lejet reduceres efter montering på grund af deformation af de indre eller ydre ringe. Med miniaturelejer med meget tynde tværsnitsringe reduceres den radiale frigang med ca. 80 % af den faktiske mængde interferens. Den radiale frigang efter montering er den primære designovervejelse. Derfor bør en toleranceundersøgelse af de parringskomponenter udføres, og der skal foretages kompensation for interferensen ved maksimal materialetilstand. For maksimal levetid ønskes en positiv spillerum efter montering.
Loading:
Når et kugleleje udsættes for tryk lastning, vil en højere kontaktvinkel resultere i reducerede spændinger fra bold til løbebane. Større værdier af radial frigang resulterer i højere værdier af kontaktvinklen. Under disse forhold vil dette give længere lejelevetid, lavere drejningsmoment og mindre aksial afbøjning. I en ren fremstødssituation kan en stigning på 15° i kontaktvinklen resultere i over 70 % reduktion i kontaktspænding (bold-til-løbebane).
Når et kugleleje udsættes for rene radiale belastninger (eller radiale belastninger med lav aksial belastning), anbefales en lavere radial spillerum normalt. Dette fordeler belastningen over et større antal bolde. Men især med miniaturelejer bør lejer med lav radial spillerum ikke udsættes for interferenspasninger. Dette kan resultere i negativ clearance og reducere levetiden drastisk.
Forskydning og positionering:
Højere værdier for radial spillerum giver mulighed for større fejljustering og bør vælges i tilfælde, hvor der er en høj grad af akselafbøjning. Det skal bemærkes, at selvom et kugleleje har evnen til at kompensere (omkring 1° eller mindre), reducerer fejljustering i høj grad lejernes levetid. Men i tilfælde med lette belastninger kan påvirkningen af mindre forskydninger være acceptabel.
Snævrere værdier for radial frigang vil naturligvis kontrollere og begrænse radial bevægelse.
Når aksial positionering skal kontrolleres, eller endeafstand på "nul" ønskes, anbefales det, at endeafstanden fjernes ved at påføre aksial forspænding via shims, spændeskiver eller andre monteringsmetoder. Duplex lejer bør også overvejes. Det er ikke tilrådeligt at bruge lave værdier af radial spillerum til at kontrollere endeafstanden.
Temperatur:
Når der er en høj temperaturgradient mellem de indre og ydre ringe, anbefales en løsere radial afstand.
Hastighed:
Som tidligere nævnt resulterer høje værdier af radial frigang i høje værdier af kontaktvinklen. Når et leje roterer, roterer sættet af kugler (eller kuglekomplement) omkring lejets pitchcirkel, hver kugle roterer om sin egen akse, og roterende momenter virker på kuglerne. Størrelsen af det gyratoriske moment er relateret til kontaktvinklen. Efterhånden som rotationshastigheden øges, øges de svingende kræfter, der virker på kuglerne, og der er glidevirkning mellem kuglerne og løbebanerne. Denne glidning resulterer i smørefilmsfejl, øget varme og potentiel for tidlig fejl. Balancen mellem fordelene ved at reducere belastningen ved kontaktvinklen skal afvejes mod potentialet for smøremiddelsvigt på grund af kuglens glidning.
Angivelse af radial frigang:
Det er ikke praktisk, eller måske endda muligt, at fremstille en gruppe lejer, der alle har nøjagtig samme mængde radial spillerum. Dette skyldes, at alle funktionerne i lejekomponenterne (indre ringløbebane, ydre ringløbebane og kugler), der påvirker radial frigang, har fremstillingstolerancer forbundet med dem. Producenter måler og sorterer lejeringene og kuglerne, så de kan "matches" under samlingsprocessen for at opnå et specifikt område af radial frigang for en gruppe (eller fremstillingsparti) af lejer.
Der er flere måder at specificere radial clearance på. Specifikationer for radial frigang er normalt producentafhængige. Fuldstændige beskrivelser af delnumre er beskrevet i et separat teknisk informationsblad (TIS). AUB specificerer radial frigang som følger:
Til metrisk design kuglelejer (miniature og instrument) med en boringsdiameter på mindre end 10 mm.
Klareringssymbol | MC1 | MC2 | MC3 | MC4 | MC5 | MC6 | |
Faktisk clearance i uM | minut | 0 | 3 | 5 | 8 | 13 | 20 |
max | 5 | 8 | 10 | 13 | 20 | 28 | |
Faktisk frigang i tommer | minut | 0 | 0.0001 | 0.0002 | 0.0003 | 0.0005 | 0.0008 |
max | 0.0002 | 0.0003 | 0.0004 | 0.0005 | 0.0008 | 0.0011 | |
Til inch design kuglelejer (miniature og instrument) med en boringsdiameter på mindre end 10 mm.
AST KODE | Faktisk radial frigangsområde i tommer | Klassifikation |
K13 eller P13 | .0001 til .0003 | Tight |
K25 eller P25 | .0002 til .0005 | Normal |
K58 eller P58 | .0005 til .0008 | Løs |
K811 eller P811 | .0008 til .0011 | Ekstra løs |
For dybe sporkuglelejer med en boringsdiameter på 10 mm eller større anvendes følgende tabeller.
Indvendig frigang til radiale kuglelejer med dybe lunde i mikrometer
Indvendig frigang til radiale kuglelejer med dybe lunde i tommer (0001")
