Ikuti saya di: 
Segala Sesuatu yang Harus Anda Ketahui Tentang Jarak Bebas Radial dan Jarak Bebas Internal
Sepintas, bantalan bola adalah bagian mekanis yang relatif sederhana. Namun, analisis geometri internalnya menunjukkan bahwa mereka sangat kompleks. Misalnya, kesesuaian bola dengan jalur balap, jarak bebas radial, dan jumlah bola semuanya mempengaruhi kemampuan bantalan bola untuk menopang beban dalam berbagai kondisi. Biasanya, bantalan bola dan elemen gelinding lainnya dirancang dan dirakit dengan sedikit kelonggaran internal antara elemen gelinding (bola) dan jalur balap. Kelonggaran ini menciptakan jarak bebas radial dan jarak aksial pada bantalan.
Perlu dicatat bahwa karena sifat desain dan konstruksinya, geometri internal bantalan jarum, rol, dan rol tirus sangat berbeda dari yang ditemukan pada bantalan bola. Misalnya, bantalan rol tirus bersifat unik karena jarak bebas di dalam bantalan disesuaikan selama perakitan. Jarak bebas radial dan jarak bebas internal bantalan berjalan adalah yang paling penting dari semua elemen gelinding. Dalam Lembar Informasi Teknis (TIS) ini, pembahasan tentang sudut kontak, defleksi, jarak bebas ujung, dan beban awal terutama berlaku untuk bantalan bola.
Jarak bebas radial, atau jarak bebas internal bantalan, adalah kelonggaran radial internal pada suatu bantalan dan merupakan nilai terukur dari total pergerakan radial cincin luar terhadap cincin bagian dalam pada bidang yang tegak lurus terhadap sumbu bantalan. Bantalan bola dirakit dengan nilai jarak radial tergantung pada rentang yang diinginkan. Jarak bebas radial ditentukan oleh diameter raceway dan diameter bola sebenarnya.
Jarak bebas radial dapat diverifikasi pada bantalan rakitan menggunakan pengukur yang dirancang khusus. Saat mengukur jarak bebas radial, bantalan dikenakan beban pengukur standar untuk memastikan kontak penuh antara semua komponen bantalan. Berkenaan dengan bantalan berpenampang mini dan tipis di bawah beban seperti itu, nilai terukurnya lebih besar dari nilai jarak bebas radial yang dinyatakan. Hal ini disebabkan oleh deformasi elastis. Faktor kompensasi digunakan dalam kasus ini.
Definisi Jarak Aksial Pada Bantalan Bola
Aksial, atau jarak bebas ujung, adalah pergerakan aksial relatif maksimum cincin bagian dalam terhadap cincin bagian luar. Jarak bebas ujung berhubungan langsung dengan jarak bebas radial bantalan bola. Pada sebagian besar sistem penomoran, jarak bebas aksial biasanya tidak ditentukan.
Seringkali ada kebingungan dengan “kelonggaran” dan tingkat presisi. Jarak bebas radial ditentukan secara independen ABEC kelas toleransi untuk cincin. Dengan bantalan bola, dalam banyak kasus, kelonggaran internal harus dihilangkan dalam proses perakitan dengan menerapkan beban awal aksial pada sepasang bantalan. Hal ini dapat dilakukan dengan shim, pegas, mur pengambil, dan/atau teknik perakitan lainnya. Pramuat aksial juga merupakan parameter desain penting yang memengaruhi kinerja dan masa pakai. Pramuat dijelaskan secara lebih rinci dalam Lembar Informasi Teknis (TIS) terpisah.
Sudut Kontak Pada Bantalan Bola
Ketika bantalan bola diberi beban awal secara aksial, sudut kontak ditetapkan. Sudut kontak adalah sudut antara bidang yang tegak lurus terhadap sumbu bantalan dan garis yang menghubungkan dua titik kontak antara bola dan lintasan dalam dan luar. Sudut kontak awal adalah sudut kontak ketika bantalan dikenai gaya aksial atau beban minimal yang diperlukan untuk menghilangkan kelonggaran akibat jarak bebas radial. Beban aksial tambahan yang diterapkan akan semakin meningkatkan sudut kontak. Semakin besar nilai jarak radial pada bantalan maka sudut kontak yang dihasilkan akan semakin besar.
Dalam sebagian besar aplikasi bantalan, jarak bebas radial, dari sudut pandang fungsional, lebih penting daripada jarak bebas aksial. Hasilnya, ini telah menjadi spesifikasi pembelian standar.
Pertimbangan Desain Umum:
Pemilihan nilai jarak radial dalam aplikasi bantalan tertentu merupakan pertimbangan desain yang penting. Seperti dijelaskan sebelumnya, jarak bebas radial secara langsung mempengaruhi sudut kontak dan jarak bebas aksial atau ujung bantalan. Selain itu dalam pengoperasiannya merupakan faktor penting yang mempunyai pengaruh signifikan terhadap faktor lain seperti kebisingan, getaran, panas, tegangan, defleksi, distribusi beban dan umur kelelahan.
Fitting:
Nilai jarak bebas radial yang lebih longgar atau lebih besar harus dipilih ketika bantalan dipasang menggunakan interferensi yang cocok. Jarak bebas radial pada bantalan berkurang setelah pemasangan karena deformasi cincin bagian dalam atau luar. Dengan bantalan mini yang memiliki cincin berpenampang sangat tipis, jarak bebas radial berkurang sekitar 80% dari jumlah interferensi sebenarnya. Jarak bebas radial setelah pemasangan adalah pertimbangan desain utama. Oleh karena itu, studi toleransi terhadap komponen kawin harus diselesaikan dan kompensasi atas gangguan pada kondisi material maksimum harus dilakukan. Untuk masa pakai maksimum, diperlukan jarak bebas positif setelah pemasangan.
Pemuatan:
Ketika bantalan bola terkena gaya dorong pemuatan, sudut kontak yang lebih tinggi akan mengurangi tekanan bola ke raceway. Nilai jarak radial yang lebih besar menghasilkan nilai sudut kontak yang lebih tinggi. Dalam kondisi ini, umur bantalan akan lebih lama, torsi lebih rendah, dan defleksi aksial lebih sedikit. Dalam situasi gaya dorong murni, peningkatan sudut kontak sebesar 15° dapat menghasilkan pengurangan tegangan kontak (bola-ke-balapan) sebesar lebih dari 70%.
Ketika bantalan bola dikenai beban radial murni (atau beban radial dengan beban aksial rendah), jarak bebas radial yang lebih rendah biasanya direkomendasikan. Ini mendistribusikan beban ke lebih banyak bola. Namun, khususnya dengan bantalan mini, bantalan dengan jarak bebas radial rendah tidak boleh terkena gangguan. Hal ini dapat mengakibatkan izin negatif dan mengurangi umur secara drastis.
Ketidaksejajaran dan Pemosisian:
Nilai jarak bebas radial yang lebih tinggi memungkinkan ketidaksejajaran yang lebih besar dan harus dipilih jika terdapat tingkat defleksi poros yang tinggi. Perlu dicatat, meskipun bantalan bola memiliki kemampuan untuk mengimbangi (sekitar 1° atau kurang), ketidaksejajaran sangat mengurangi umur bantalan. Namun, dalam kasus dengan beban ringan, dampak ketidaksejajaran kecil mungkin masih dapat ditoleransi.
Nilai jarak bebas radial yang lebih ketat tentu saja akan mengontrol dan membatasi pergerakan radial.
Jika posisi aksial harus dikontrol atau jarak bebas ujung “nol” diinginkan, disarankan agar jarak bebas ujung dihilangkan dengan menerapkan beban awal aksial melalui shim, ring, atau metode perakitan lainnya. Bantalan dupleks juga harus dipertimbangkan. Tidak disarankan menggunakan nilai jarak bebas radial yang rendah untuk mengontrol jarak bebas ujung.
Suhu:
Jika terdapat gradien suhu tinggi antara cincin bagian dalam dan cincin bagian luar, disarankan jarak bebas radial yang lebih longgar.
Kecepatan:
Seperti disebutkan sebelumnya, nilai jarak radial yang tinggi menghasilkan nilai sudut kontak yang tinggi. Ketika suatu bantalan berputar, kumpulan bola (atau bola komplemen) berputar terhadap lingkaran pitch bantalan, setiap bola berputar terhadap sumbunya sendiri, dan momen putar bekerja pada bola. Besarnya momen putar berhubungan dengan sudut kontak. Ketika kecepatan rotasi meningkat, gaya putar yang bekerja pada bola meningkat dan terjadi aksi geser antara bola dan lintasan. Slippage ini mengakibatkan kegagalan lapisan pelumas, peningkatan panas, dan potensi kegagalan dini. Keseimbangan antara manfaat pengurangan tegangan sudut kontak harus dipertimbangkan dengan potensi kegagalan pelumas akibat selip bola.
Menentukan izin Radial:
Tidaklah praktis, atau bahkan mungkin, untuk menghasilkan sekelompok bantalan yang semuanya mempunyai jumlah jarak radial yang sama persis. Hal ini karena semua fitur komponen bantalan (lintasan lingkar dalam, lintasan lingkar luar, dan bola) yang mempengaruhi jarak bebas radial, memiliki toleransi produksi yang terkait dengannya. Pabrikan mengukur dan menyortir cincin dan bola bantalan sehingga dapat “dicocokkan” selama proses perakitan untuk mencapai rentang jarak radial tertentu untuk sekelompok (atau lot produksi) bantalan.
Ada beberapa cara untuk menentukan jarak bebas radial. Spesifikasi jarak bebas radial biasanya bergantung pada pabrikan. Deskripsi lengkap nomor komponen dirinci dalam Lembar Informasi Teknis (TIS) terpisah. AUB menentukan izin radial sebagai berikut:
Untuk bantalan bola desain metrik (miniatur dan instrumen) dengan diameter lubang kurang dari 10 mm.
Simbol Izin | MC1 | MC2 | MC3 | MC4 | MC5 | MC6 | |
Izin Aktual di uM | menit | 0 | 3 | 5 | 8 | 13 | 20 |
max | 5 | 8 | 10 | 13 | 20 | 28 | |
Jarak Bebas Sebenarnya dalam inci | menit | 0 | 0.0001 | 0.0002 | 0.0003 | 0.0005 | 0.0008 |
max | 0.0002 | 0.0003 | 0.0004 | 0.0005 | 0.0008 | 0.0011 | |
Untuk bantalan bola desain inci (miniatur dan instrumen) dengan diameter lubang kurang dari 10 mm.
KODE AST | Kisaran jarak bebas Radial aktual dalam Inci | Klasifikasi |
K13 atau P13 | .0001 hingga .0003 | Ketat |
K25 atau P25 | .0002 hingga .0005 | Normal |
K58 atau P58 | .0005 hingga .0008 | Longgar |
K811 atau P811 | .0008 hingga .0011 | Ekstra Longgar |
Untuk bantalan bola alur dalam dengan diameter lubang 10 mm atau lebih, tabel berikut digunakan.
Izin Internal Untuk Bantalan Bola Radial Deep Grove Dalam Mikrometer
Jarak Bebas Internal Untuk Bantalan Bola Radial Deep Grove Dalam Inci (0001”)
