من را دنبال کنید:
راهنمای نهایی برای اندازه گیری فاصله یاتاقان
در مهندسی مکانیک و ساخت، یاتاقان ها اجزای کلیدی هستند که عملکرد صاف و عمر طولانی تجهیزات مکانیکی را تضمین می کنند. عملکرد یک بلبرینگ نه تنها به طراحی و کیفیت ساخت آن بستگی دارد، بلکه به فاصله یاتاقان نیز بستگی دارد. فاصله یاتاقان به شکاف بین عناصر غلتکی یاتاقان و حلقه های داخلی و خارجی اشاره دارد که تأثیر قابل توجهی بر نویز، لرزش، تولید گرما و توزیع بار یاتاقان دارد. این مقاله به مفهوم، طبقه بندی، روش های محاسبه می پردازد ترخیص بلبرینگ و تأثیر آن بر عملکرد بلبرینگ، و ارائه فرمول های دقیق و پشتیبانی از داده ها.
ترخیص یاتاقان به شکاف بین عناصر نورد یاتاقان و حلقه های داخلی و خارجی در زمانی که هیچ بار خارجی اعمال نمی شود اشاره دارد. بسته به جهت اندازه گیری، فاصله یاتاقان را می توان به فاصله شعاعی و فاصله محوری تقسیم کرد.
1. فاصله شعاعی: در حالت بی باری وقتی رینگ داخلی بلبرینگ ثابت است میزان حرکت رینگ بیرونی در جهت شعاعی یعنی جابجایی عمود بر جهت محور.
2. فاصله محوری: در حالت بی باری وقتی رینگ داخلی بلبرینگ ثابت است مقدار حرکت رینگ بیرونی در جهت محوری یعنی جابجایی موازی جهت محور.
درجه ترخیص یاتاقان
درجه های ترخیص بلبرینگ بر اساس اندازه آنها طبقه بندی می شوند و هر درجه برای شرایط کاری و کاربردهای مختلف مناسب است. نمرات ترخیص کالا از گمرک رایج شامل C2، CN، C3، C4 و C5 است.
ترخیص سطح C2
کلاس C2 فاصله کمتری دارد و برای کاربردهایی که نیاز به دقت و پایداری بالاتری دارند، مانند ابزار دقیق و موتورها، مناسب است. این نوع بلبرینگ به دلیل فاصله کم، صدا و لرزش کمی در حین کار دارد و برای تجهیزات مکانیکی با دقت بالا مناسب است.
ترخیص سطح CN
درجه CN ترخیص معمولی است و برای اکثر کاربردهای عمومی مانند ماشین آلات صنعتی و وسایل نقلیه مناسب است. تعادل خوبی را فراهم می کند و از پایداری عملیاتی یاتاقان در حین سازگاری با بار کلی و تغییرات دما اطمینان می دهد.
ترخیص سطح C3
درجه C3 فاصله بیشتری دارد و برای کاربردهایی با دماهای بالا یا بارهای بزرگتر مانند موتورها و ماشین آلات سنگین مناسب است. فاصله بزرگتر می تواند انبساط حرارتی ناشی از افزایش دما را جبران کند و از خرابی یاتاقان به دلیل گرمای بیش از حد جلوگیری کند.
ترخیص درجه C4 و درجه C5
گریدهای C4 و C5 به ترتیب فاصله بیشتری نسبت به درجه C3 دارند و برای کاربردهایی با دماهای بالاتر یا بارهای بیشتر مناسب هستند. این سطوح فاصله برای تجهیزات تحت شرایط کاری شدید، مانند محیط‌های با دمای بالا یا تجهیزات مکانیکی بیش از حد، استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که یاتاقان‌ها همچنان می‌توانند در شرایط سخت کار کنند.
| کلاس ترخیص کالا | فاصله شعاعی (μm) | فاصله محوری (μm) | نمونه برنامه |
|---|---|---|---|
| C2 | کمتر از حد معمول (10-20) | کمتر از حد معمول (10-25) | برنامه های کاربردی با دقت بالا و نویز کم |
| CN (معمولی) | عادی (20-40) | عادی (25-50) | کاربردهای صنعتی عمومی |
| C3 | بیشتر از حد معمول (40-70) | بیشتر از حد معمول (50-90) | کاربردهای با دمای بالا یا بار سنگین |
| C4 | بزرگتر از C3 (70-100) | بزرگتر از C3 (90-130) | دمای بسیار بالا یا بار بسیار سنگین |
| C5 | بزرگتر از C4 (100-130) | بزرگتر از C4 (130-160) | شرایط فوق العاده با حداکثر فاصله |
اندازه گیری فاصله یاتاقان
اندازه گیری فاصله یاتاقان یک گام کلیدی برای اطمینان از عملکرد پایدار یاتاقان ها در شرایط عملیاتی واقعی است. در زیر انواع مختلف ترخیص داخلی یاتاقان و فرمول های محاسبه آنها توضیح داده شده است.
فاصله یاتاقان داخلی اندازه گیری شده (Δ1)
فاصله یاتاقان داخلی اندازه گیری شده تحت یک بار خاص، از جمله تغییر شکل الاستیک ناشی از بار (δfo) اندازه گیری می شود. فرمول محاسبه به صورت زیر است:
Δ1=Δ0+δfo
Δ1 فاصله یاتاقان داخلی اندازه گیری شده است
Δ0 فاصله نظری یاتاقان داخلی است
δfo تغییر شکل الاستیک ناشی از بار است
فاصله نظری یاتاقان داخلی (Δ0)
فاصله تئوری یاتاقان داخلی یاتاقان داخلی شعاعی است که بدون بار اندازه گیری می شود و شامل تغییر شکل الاستیک نمی شود. برای یاتاقان های غلتشی، تغییر شکل الاستیک صفر است، بنابراین فرمول به صورت زیر ساده می شود:
Δ0=Δ1
فاصله یاتاقان داخلی باقی مانده (Δf)
فاصله یاتاقان داخلی باقیمانده، فاصله یاتاقان پس از مونتاژ دستگاه، اما قبل از استفاده از آن است، بدون در نظر گرفتن تغییر شکل الاستیک، اما در نظر گرفتن انبساط یا فشرده سازی حلقه. فرمول محاسبه به صورت زیر است:
Δf=Δ0+δf
δf تغییر ناشی از انبساط یا فشرده سازی حلقه است
ترخیص موثر یاتاقان داخلی (Δ)
فاصله موثر داخلی یاتاقان، فاصله یاتاقان تولید شده توسط دستگاه به دلیل دمای عملیاتی است، به استثنای تغییر شکل الاستیک ناشی از بار. فرمول محاسبه به صورت زیر است:
Δ=Δf−δt=Δ0−(δf+δt)
δt تغییر ناشی از اختلاف دما بین حلقه های داخلی و خارجی است
عوامل موثر بر ترخیص یاتاقان
عوامل متعددی می توانند بر روی ترخیص یاتاقان تأثیر بگذارند، از جمله تغییرات دما، تغییرات بار، کیفیت نصب و سرعت عملیات.
تغییر دما
افزایش دما باعث انبساط اجزای یاتاقان می شود و بر روی ترخیص خودرو تاثیر می گذارد. گرمای تولید شده در حین کار باعث می شود که حلقه های داخلی و خارجی یاتاقان منبسط شده و فاصله را کاهش دهد. برای جلوگیری از خرابی یاتاقان به دلیل انبساط حرارتی، انتخاب درجه ترخیص مناسب مهم است. فرمول به شرح زیر است:
δt=αΔtDe
δt کاهش فاصله یاتاقان شعاعی ناشی از اختلاف دما بین حلقه های داخلی و خارجی (واحد: میلی متر) است.
α ضریب انبساط حرارتی خطی فولاد بلبرینگ است که تقریباً 12.5 × 10-XNUMX/℃ است.
Δt اختلاف دما بین حلقه های داخلی و خارجی (واحد: ℃) است.
De قطر کانال حلقه بیرونی (واحد: میلی متر)، برای بلبرینگ ها: De=(4D+d)، برای یاتاقان های غلتشی: De=(3D+d) است.
در حال بارگیری تغییر
شرایط بارگذاری مختلف می تواند باعث تغییر در فاصله، به ویژه بارهای محوری شود. هنگامی که یاتاقان تحت بار محوری قرار می گیرد، عناصر نورد در جهت محوری جابجا می شوند و فاصله را تغییر می دهند. بنابراین، هنگام طراحی و انتخاب یاتاقان ها باید شرایط بار واقعی در نظر گرفته شود.
کیفیت نصب
نصب نادرست ممکن است فاصله یاتاقان را تغییر دهد و بر عملکرد آن تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، نصب بیش از حد سفت می تواند یاتاقان را فشرده کند، فاصله را کاهش دهد و اصطکاک و سایش را افزایش دهد. نصب بیش از حد شل فاصله را افزایش می دهد و منجر به عملکرد ناپایدار می شود.
سرعت در حال اجرا
در حین کار با سرعت بالا، نیروی گریز از مرکز باعث تغییر شکل مجموعه بلبرینگ و تغییر فاصله می شود. برای اطمینان از پایداری یاتاقان در سرعت های بالا، انتخاب درجه ترخیص مناسب مهم است.
نتیجه
فاصله یاتاقان یک پارامتر مهم برای عملکرد بلبرینگ است. درک صحیح و محاسبه فاصله یاتاقان برای نصب، عملکرد و عمر بلبرینگ بسیار مهم است. با درک انواع مختلف فاصله یاتاقان ها و نحوه محاسبه آنها، مهندسان می توانند بهتر یاتاقان ها را برای برآوردن شرایط مختلف عملیاتی و نیازهای کاربردی انتخاب و استفاده کنند. امیدوارم این مقاله بتواند به خوانندگان کمک کند تا به طور کامل اهمیت خلأ بلبرینگ را درک کنند و این دانش را در کارهای عملی برای بهبود کارایی عملیاتی و قابلیت اطمینان تجهیزات به کار ببرند.