Ikuti saya di:
Ball Bearing vs Roller Bearing, Yang Mana?
Bantalan adalah komponen penting di hampir semua mesin, membantunya bekerja dengan lancar dengan mengurangi gesekan antar bagian yang bergerak. Ada banyak jenis bantalan (dikatakan ada 470,000 jenis), masing-masing dirancang untuk menangani kondisi beban yang berbeda. Artikel ini berfokus pada dua jenis utama: bantalan bola dan bantalan rol. Berdasarkan pengalaman bertahun-tahun dalam pembuatan bearing, Aubearing menjelaskan desain yang berbeda-beda dan membandingkannya, memberikan saran konstruktif tentang cara memilih di antara keduanya.
Kedua bantalan bola ke bantalan rol digunakan dalam berbagai mesin dengan bagian yang berputar. Properti mereka seringkali memberikan kontribusi signifikan terhadap kemajuan teknologi dan ekonomi di berbagai bidang teknik. Standarisasi bantalan memungkinkan untuk memilih desain langsung dari tabel bantalan di katalog bantalan pabrikan. Perusahaan manufaktur bantalan seperti SKF, Ntn, Timken, FAG, Schaeffler, Aubearing, dll. adalah sumber informasi seleksi alami. Seringkali, seorang desainer dapat memilih produk stock bearing untuk desainnya langsung dari katalog. Memilih desain yang populer dan banyak digunakan membantu mencapai kegunaan optimal dan memberikan solusi paling ekonomis.
Bantalan bola
Bantalan bola industri digunakan di berbagai mesin dan peralatan manufaktur untuk mencapai gerakan rotasi yang halus dan efisien. Bearingnya sendiri terdiri dari ring luar, ring dalam, satu set bola baja, dan sangkar yang menjaga agar bola tetap merata. Cincin luar dan dalam biasanya terbuat dari bahan yang sangat tahan lama, seperti baja atau keramik, dan dirancang untuk tahan terhadap kecepatan tinggi dan beban berat. Bola baja di dalam bantalan memberikan titik kontak gesekan rendah antara cincin dalam dan luar, memungkinkan pergerakan dengan hambatan minimal dan mengurangi energi yang hilang akibat gesekan. Sangkar bantalan berfungsi untuk menjaga posisi bola yang benar, mencegahnya saling bersentuhan dan memastikan pemerataan beban. Gerakan menggelinding mendapat beban aksial dan radial. Bantalan bola umumnya digunakan dalam aplikasi kecepatan tinggi seperti motor listrik dan gearbox. Lihat artikel ikhtisar bantalan bola kami untuk informasi.
Jenis Bantalan Bola
Ada dua tipe dasar bantalan bola, baris tunggal atau baris ganda. Yang paling populer adalah bantalan bola dalam alur satu baris, yang terdiri dari deretan bola yang bergerak dalam satu jalur alur. Bantalan bola baris ganda terdiri dari dua baris bola dalam dua set lintasan beralur. Bantalan bola satu baris dan dua baris terdiri dari cincin bagian dalam, cincin luar, bola, dan sangkar. Kedua jenis bantalan ini mampu menangani beban radial dan aksial yang tinggi. Bantalan bola dalam alur tersedia dalam aplikasi kecepatan rendah dan tinggi, tergantung pada kelas toleransi, pelumasan, jarak bebas internal, dan jenis segel atau pelindung yang dipilih. Daftar berikut menguraikan berbagai jenis bantalan bola, masing-masing dengan karakteristik unik dan kegunaan spesifik. Bantalan ini sangat penting dalam berbagai aplikasi termasuk instrumen presisi, motor mikro, girboks, dan hub roda.
Deep Groove Ball Bearings: Bantalan bola dalam alur adalah jenis yang paling umum. Mereka dapat menahan beban radial dan aksial.
Bantalan Bola Kontak Sudut: Bantalan bola kontak sudut memiliki jarak aksial internal di atas rata-rata. Mereka dapat menahan beban aksial dalam satu arah dan beban radial sedang.
Bantalan bola menyelaraskan diri Self: Bantalan bola yang dapat menyelaraskan sendiri dapat menyesuaikan kesalahan penyelarasan. Mereka dapat menahan beban radial tetapi dapat menahan beban aksial yang minimal.
Bantalan bola dorong: Bantalan bola dorong dirancang untuk beban aksial tinggi dan beban radial dapat diabaikan.
Bantalan Bola Miniatur: Bantalan bola miniatur cocok untuk aplikasi instrumen presisi yang ruangnya terbatas, seperti motor mikro.
Bantalan bola baris ganda: Bantalan bola baris ganda memiliki dua baris bola dan dapat menahan beban yang lebih tinggi.
Keuntungan Bantalan Bola
Koefisien gesekan rendah: Keuntungan utama memiliki area kontak yang besar adalah bantalan bola mengalami lebih sedikit gesekan karena pergerakan jalur dalam dan luar. Artinya perputaran bagian tersebut berjalan sangat lancar. Demikian pula, kita hanya perlu melihat fidget spinner untuk memahami seberapa baik bantalan bola menangani gerakan rotasi. Oleh karena itu, bantalan bola adalah solusi pilihan dalam aplikasi yang mengutamakan kecepatan dan kemudahan pengoperasian.
Dapat menahan beban radial dan dorong: Fitur unik lainnya dari bantalan bola adalah bantalan tersebut dapat berputar pada beberapa sumbu. Ini berarti bahwa mereka bereaksi tidak hanya terhadap beban radial, tetapi juga terhadap beban dorong. Bagaimana bantalan bola berputar tergantung pada sudut beban dorong. Fleksibilitas bantalan bola menjadikannya pilihan tepat untuk peralatan yang tidak digunakan dengan standar ketat, seperti mainan atau barang lain di sekitar rumah.
Desain ringkas: Mereka membutuhkan lebih sedikit ruang dan dapat digunakan di perusahaan yang lebih kecil.
Multifungsi: Cocok untuk beban radial dan aksial (dorongan).
Perawatan rendah: Mereka memiliki masa pakai yang lama dalam aplikasi dengan beban aksial rendah dan memerlukan lebih sedikit perawatan.
Kekurangan bantalan bola
Ketidakmampuan untuk menopang beban berat: Meskipun bantalan bola memiliki area kontak yang lebih kecil dengan beban, yang berarti bantalan tersebut mengalami tegangan yang jauh lebih sedikit, hal ini juga berarti beban menjadi terkonsentrasi. Dalam kasus ekstrim, hal ini dapat menyebabkan bantalan bola berubah bentuk, yang merupakan awal dari kegagalan total. Oleh karena itu, bantalan bola biasanya hanya digunakan pada aplikasi dengan beban lebih kecil. Untuk peralatan kelas industri, bantalan rol lebih disukai. Suatu jenis bantalan bola, yang disebut bantalan bola pelengkap penuh, mengisi ruang antara lintasan dalam dan luar dengan bola sebanyak mungkin. Bantalan jenis ini dapat menangani beban yang lebih tinggi dengan mendistribusikan beban ke atas bola. Namun bantalan bola yang lengkap juga rentan terhadap keausan akibat seringnya kontak antar bola yang berdekatan.
Daya tahan: Dapat berubah bentuk akibat beban berlebihan, yang mengakibatkan umur bantalan menjadi lebih pendek.
Kepekaan: rentan terhadap misalignment dan beban kejut.
Bantalan rol mempunyai elemen gelinding berbentuk silinder atau kerucut. Jenis bantalan ini dirancang untuk membawa beban radial yang berat karena area kontak yang lebih besar antara roller dan raceways.
Jenis Bantalan Rol
Daftar berikut menguraikan berbagai jenis bantalan rol dengan karakteristik berbeda dan aplikasi spesifik. Bantalan ini memainkan peran penting dalam berbagai skenario seperti roda kendaraan, alat berat, dan aplikasi yang memerlukan kapasitas dukung beban tinggi. Baca artikel ikhtisar bantalan rol kami untuk mempelajarinya.
Bantalan Rol Silinder: Bantalan rol silinder memiliki rol silinder yang berukuran seragam sepanjang panjangnya. Bantalan ini cocok untuk membawa beban radial yang berat dan dapat beroperasi pada kecepatan tinggi. Bantalan rol silinder dipandu di antara flensa pada cincin bagian dalam atau luar. Bahkan ketika cincin bebas dilepas, cincin tersebut tetap terikat dengan cincin pemandu di dalam sangkar. Pada jenis bantalan rol silinder yang paling umum, cincin bebas tidak memiliki flensa, sehingga dalam batas tertentu cincin bantalan dapat dipindahkan secara aksial relatif satu sama lain. Jika bantalan berputar, perpindahan ini akan terjadi tanpa hambatan, asalkan laju perpindahan relatif lambat (misalnya perpindahan akibat ekspansi termal poros). Gesekan yang rendah pada bantalan rol silinder membuatnya cocok untuk kecepatan yang relatif tinggi, dan sering digunakan bersama dengan bantalan bola kontak sudut berkecepatan tinggi pada spindel mesin berkecepatan tinggi.
Bantalan Rol Tirus: Bantalan rol tirus memiliki fitur rol tirus dan jalur balap, menjadikannya ideal untuk hub kendaraan dan aplikasi beban tinggi lainnya. Bantalan rol tirus adalah bantalan rol yang paling banyak digunakan. Mereka dapat menahan gaya aksial dan radial yang besar. Bantalan rol tirus terdiri dari cincin luar dan cincin bagian dalam, sedangkan bantalan bola terdiri dari cincin luar dan cincin bagian dalam. Rol tirus dapat dirakit menjadi kartrid, tetapi dalam bentuknya yang paling sederhana, rol tersebut merupakan dua komponen terpisah, sedangkan bantalan bola dapat dipisahkan, yang biasanya merupakan unit mandiri.
Bantalan rol tirus menggunakan rol tirus lurus yang permukaan ujungnya bersentuhan dengan flensa pemandu pada cincin bagian dalam. Roller lancip dan jalur roller ring bagian dalam memiliki titik sudut yang sama pada sumbu bantalan. Cincin luar dirancang dengan generatrix jalur roller yang sedikit melengkung untuk mencegah pemuatan tepi pada roller. Walaupun jarak antara roller dan ring bagian luar berkurang, regangan pada ring bagian luar lebih kecil dibandingkan dengan regangan pada ring bagian dalam. Flensa pemandu cincin bagian dalam memiliki permukaan bulat tempat ujung bola rol ditekan. Seperti halnya bantalan bola, tekanan pada flensa secara efektif memandu roller. Beberapa pabrikan seperti Timken, FAG, NTN dan SKF membuat ujung roller menghadap datar dan pemandu flensa menghadap berbentuk kerucut. Ujung roller kemudian bersentuhan dengan flensa roller hanya pada dua titik.
Karena bantalan rol tirus dapat dipisahkan, biasanya bantalan tersebut dipasang saling berhadapan sehingga satu bantalan dapat menyesuaikan dengan bantalan lainnya. Setelah penyesuaian, celah tertentu yang sangat kecil akan selalu tertinggal pada bantalan. Perubahan suhu pada poros mempengaruhi penyesuaian ini dan juga jarak bebas bantalan. Oleh karena itu, bantalan rol tirus satu baris biasanya hanya digunakan jika jaraknya pendek. Bantalan rol tirus memiliki daya dukung beban radial yang tinggi serta daya dukung beban aksial dalam satu arah. Kemampuan dorong tergantung pada sudut roller. Sebagai ukuran sudut ini (sudut kontak), biasanya 12 hingga 16 derajat. Beberapa bantalan rol tirus tugas berat memiliki sudut kontak 28-30 derajat.
Dalam banyak aplikasi, bantalan rol tirus digunakan secara berpasangan untuk mendukung gaya aksial secara merata di kedua arah. Bantalan rol tirus banyak digunakan pada bantalan roda otomotif untuk membawa beban radial dan aksial. Bantalan rol tirus biasanya digunakan dalam aplikasi tugas berat. Banyak industri yang berbeda termasuk peralatan pertanian, konstruksi dan pertambangan, sistem gandar, girboks, motor mesin dan peredam roda gigi, poros penggerak, boks gandar kereta api, diferensial, turbin angin, dan semua jenis trailer.
Bantalan rol bulat: Bantalan rol bulat memiliki fungsi penyelarasan otomatis dan dapat menahan beban radial dan beban aksial yang berat. Mereka ideal untuk aplikasi yang melibatkan misalignment atau defleksi poros.
Bantalan rol jarum: Bantalan rol jarum memiliki rol yang tipis dan panjang dan cocok untuk aplikasi di mana ruang radial terbatas tetapi diperlukan kapasitas pengangkutan beban.
Bantalan rol dorong: Bantalan rol dorong dapat menahan beban aksial yang besar dan sering digunakan pada mesin berat seperti rig pengeboran dan ekstruder.
Keuntungan dari bantalan rol
Menanggung beban yang besar: Area kontak besar yang disediakan oleh bantalan rol memungkinkannya menahan beban yang lebih besar tanpa deformasi atau kegagalan. Hal ini menjadikan bantalan rol pilihan yang sangat baik untuk peralatan industri yang dirancang untuk membawa beban berat atau aplikasi lain di mana hanya ada sedikit ruang untuk kegagalan.
Desain Varian: Berbeda dengan bantalan bola, geometri roller dapat bervariasi untuk berbagai jenis pengoperasian. Rol silinder standar dirancang untuk beban radial murni, memberikan kapasitas beban yang lebih besar dengan mengorbankan kemampuan menangani beban dorong apa pun.
Bantalan rol jarum adalah variasi kecil dari rol silinder dengan diameter yang jauh lebih kecil. Ini digunakan dalam aplikasi di mana ruang radial kecil. Rol jarum juga menyediakan area kontak yang luas, namun menghasilkan banyak gesekan dan getaran karena berputar sangat cepat. Oleh karena itu, ini hanya dapat digunakan pada peralatan yang beroperasi pada kecepatan rendah dan dapat menahan getaran dalam jumlah besar.
Bantalan rol tirus berbentuk meruncing di salah satu ujungnya, bukan berbentuk silinder lurus. Hal ini memungkinkan bantalan rol menahan beban dorong yang terbatas. Rasio beban radial terhadap beban dorong yang dapat ditanggung oleh roller tirus ditentukan oleh sudut roller. Hingga 30 derajat dapat diterima, tetapi sebagian besar roller tirus memiliki sudut antara 10 dan 16 derajat.
Daya tahan: Kokoh dan tahan lama, dapat menahan beban yang lebih berat tanpa deformasi.
Kurang Sensitif: tahan terhadap beban kejut dan ketidaksejajaran dibandingkan bantalan bola.
Kerugian dari bantalan rol
Kemampuan Terbatas untuk Menangani Beban Dorong: Meskipun ada opsi untuk menggunakan versi tirus, faktanya bantalan rol tidak dirancang khusus untuk beban dorong. Oleh karena itu, pergerakan yang diperbolehkan oleh bantalan rol dibatasi. Hal ini mengurangi keserbagunaan bantalan rol, yang menjelaskan mengapa bantalan rol kurang terlihat di lingkungan rumah tangga.
rentan terhadap misalignment: Bantalan jenis apa pun, baik bola atau roller, mempunyai sedikit permainan antara elemen bantalan dan lintasan. Jarak bebas internal ini memungkinkan elemen bantalan bergerak dengan lancar di sepanjang jalur balap. Namun hal ini juga memungkinkan elemen bantalan menyimpang dari posisi semula. Bantalan bola toleran terhadap ketidaksejajaran sudut. Hal ini terutama berlaku untuk bantalan rol. Meskipun bantalan bola dapat menangani ketidaksejajaran hingga 0.004 inci, bantalan rol silinder mungkin sudah mengalami kesulitan berputar ketika ketidaksejajaran melebihi 0.001 inci. Ini berarti bantalan rol perlu dirancang dengan lebih presisi, sehingga sulit dan mahal untuk diproduksi.
Ukuran: Biasanya lebih besar dan memerlukan ruang mekanis.
pemeliharaan: perawatan yang sering mungkin diperlukan, terutama pada aplikasi kecepatan tinggi karena meningkatnya gesekan.
Perbedaan antara bantalan bola vs bantalan rol
Bantalan bola dan bantalan rol dirancang untuk mengurangi gesekan rotasi sekaligus menopang beban radial dan aksial. Perbedaan mendasar antara bantalan rol dan bantalan bola terletak pada desain dasarnya. Perbedaan utama antara bantalan rol dan bantalan bola adalah elemen penggulungnya adalah roller atau bola. Saat membandingkan bantalan bola dan bantalan rol, ada beberapa faktor yang berperan.
Karena koefisien gesekannya yang lebih rendah, bantalan bola umumnya cocok untuk aplikasi yang memerlukan pengoperasian kecepatan tinggi.
Bantalan rol memiliki area kontak yang besar dan ideal untuk aplikasi beban radial yang berat.
Karena area kontak yang lebih kecil, kapasitas beban bantalan bola lebih rendah dibandingkan bantalan rol.
Bantalan bola lebih sedikit berubah bentuk saat diberi beban, sehingga cocok untuk aplikasi presisi.
Seleksi Kriteria
Memilih bearing yang tepat untuk aplikasi tertentu sangat penting untuk kinerja dan masa pakai yang optimal. Kriteria seleksi terutama didasarkan pada dua kriteria berikut:
Jenis beban dan kapasitas: Bantalan harus mampu menahan beban tertentu, baik beban radial, aksial, maupun kombinasi. Bantalan rol biasanya digunakan untuk beban radial yang berat, sedangkan bantalan bola digunakan untuk beban yang lebih ringan.
Persyaratan Kecepatan: Kecepatan menjalankan aplikasi memainkan peran penting. Bantalan bola adalah pilihan pertama untuk aplikasi kecepatan tinggi karena ketahanan gesekannya yang rendah. Bantalan bola umumnya lebih cocok untuk aplikasi yang mungkin memerlukan putaran kecepatan tinggi. Mereka memiliki koefisien gesekan yang lebih rendah selama permulaan dan pengoperasian, yang berarti mereka dapat mencapai kecepatan lebih tinggi dengan hambatan yang lebih kecil.
Sebaliknya, bantalan rol lebih cocok untuk aplikasi yang memerlukan kapasitas beban lebih tinggi. Hal ini karena kontak garis (berbeda dengan kontak titik pada bantalan bola) memungkinkan beban pada bantalan didistribusikan secara luas. Dari segi efisiensi, bantalan bola cenderung memiliki sedikit keunggulan dalam meminimalkan gesekan pada kecepatan tinggi. Namun karena desainnya, bantalan rol dapat menangani beban yang lebih besar secara efisien.
Kesimpulan
Bearing telah digunakan selama beberapa dekade dan tidak diragukan lagi merupakan salah satu komponen teknik terpenting dalam lingkungan industri, komersial, dan domestik. Mereka memberikan gerakan rotasi yang halus dan konsisten serta mencegah keausan yang disebabkan oleh gesekan. Bantalan bola dan berbagai jenis bantalan rol adalah semua yang dibutuhkan siapa pun untuk menyediakan sambungan yang dapat dilepas antar komponen yang perlu diputar sepanjang sumbu apa pun.