Ikuti saya di: 
Panduan tentang Beban Penahan
Beban bantalan kapasitas sangat penting untuk masa pakai dan kinerjanya. Kapasitas beban dukung yang tidak mencukupi dapat menyebabkan keausan dini, overheating dan kegagalan yang sangat besar, sehingga sangat penting untuk mempertimbangkan pembebanan bantalan ketika merancang aplikasi baru atau memodifikasi aplikasi yang sudah ada, terutama setelah kegagalan bantalan. Blog ini bertujuan untuk memperkenalkan informasi mengenai bearing beban dan memberikan saran yang membangun bagi Anda dalam memilih bearing yang sesuai.
Beban bantalan adalah besarnya gaya atau tekanan yang diberikan pada bantalan. Secara rinci, gaya ditransfer dari satu cincin bantalan ke cincin bantalan lainnya melalui beberapa atau seluruh elemen gelinding. Biasanya, beban yang diterapkan dipindahkan ke poros, kemudian ke lintasan dalam bantalan, dan akhirnya ke lintasan luar. Bantalan dapat menahan berbagai beban, seperti beban radial, beban aksial, beban sentrifugal, dll. Besaran dan arah beban bantalan bergantung pada berbagai faktor, termasuk berat peralatan, kecepatan pengoperasian, akselerasi, perlambatan, guncangan, getaran, suhu, dan pelumasan. Penyelarasan, pemasangan atau pemeliharaan yang tidak tepat juga dapat mempengaruhi beban bantalan.
Bentuk beban bantalan
Beban bantalan dalam pengertian tradisional meliputi beban aksial, beban radial dan momen guling. Bantalan menanggung banyak jenis beban. Baik dalam pengoperasian atau tidak, mereka akan memikul beban kerja, beban beban mati, beban kemiringan, beban tumbukan, beban suhu, dll. Di bawah ini kami memperkenalkan manifestasi beban bantalan secara rinci.
Menahan beban radial
Beban bantalan radial tegak lurus terhadap sumbu poros dan bekerja pada lingkar luar bantalan. Hal ini disebabkan oleh berat peralatan atau kekuatan bagian yang berputar. Untuk menghitung kapasitas radial, tentukan berat komponen yang didukung dan gaya yang bekerja padanya, distribusikan beban di antara bantalan, dan pastikan bahwa beban yang dihitung menggunakan spesifikasi pabrikan berada dalam kapasitas maksimum bantalan yang dipilih. Jika aplikasi Anda memerlukan bantalan untuk menangani beban radial, bantalan bola radial atau bantalan kontak sudut sudut kontak rendah akan menjadi pilihan yang baik.
Menahan beban aksial
Beban aksial, juga disebut beban dorong, bekerja sejajar dengan sumbu poros dan bekerja pada cincin bagian dalam atau luar bantalan. Hal ini disebabkan oleh gaya dorong atau tegangan dan dapat bersifat satu arah atau dua arah. Mereka mengirimkan gaya secara merata untuk menghasilkan distribusi beban yang seimbang. Bantalan kontak sudut dengan sudut kontak yang lebih tinggi (kira-kira 25°) adalah pilihan yang baik untuk aplikasi beban aksial, namun, untuk beban aksial offset, momen bekerja pada lintasan dalam, sehingga mengakibatkan distribusi beban yang tidak merata pada elemen gelinding bantalan. Untuk menghitung kapasitas beban aksial, pertimbangkan ukuran bantalan, material dan geometri, serta arah dan besaran beban. Produsen menilai bearing berdasarkan formula dan pengujian standar, dan aplikasi dengan beban aksial tinggi termasuk pompa, transmisi otomotif, dan kompresor.
Kapasitas beban bantalan dapat dihitung menggunakan berbagai rumus dan program perangkat lunak, termasuk katalog produsen bantalan, kalkulator online, dan simulasi analisis elemen hingga (FEA). Rumus yang paling umum digunakan untuk beban radial dan aksial adalah:
Kapasitas beban radial = ( C/P)^(1/3)x Fr, kapasitas beban aksial = (C0/P)^(1/2)x Fa.
Diantaranya, C adalah peringkat beban dinamis dasar, P adalah beban dinamis bantalan setara, C0 adalah dasar beban statis rating, Fr adalah beban radial, dan Fa adalah beban aksial. Untuk mendapatkan hasil yang akurat saat menghitung kapasitas beban bantalan, silakan mencari rekomendasi Ahli atau gunakan program perangkat lunak yang disediakan oleh produsen bantalan.
Menahan beban sentrifugal
Beban sentrifugal bantalan dihasilkan oleh kecepatan putaran aplikasi, terutama aplikasi berkecepatan tinggi seperti turbin dan sentrifugal. Saat cincin bagian dalam memutar elemen penggulung, elemen tersebut bergerak secara tangensial dalam jalur lurus, namun cincin bagian luar harus memaksa elemen tersebut mengikuti busur bantalan. Interaksi ini menciptakan beban radial sentrifugal, dan kecepatan maksimum penerapannya terkadang dibatasi oleh gaya yang diciptakannya. Batasan beban sentrifugal.
Beban statis
Beban statis bantalan mengacu pada gaya maksimum atau momen maksimum yang dikenakan pada bantalan dalam arah radial, aksial, dan lainnya ketika bantalan tidak berputar. Beban statis merupakan parameter penting dalam desain bantalan. Ini adalah bagian dari peringkat beban dasar bantalan dan juga merupakan salah satu data referensi penting untuk menentukan masa pakai bantalan.
Beban dinamis
Beban dinamis bantalan mengacu pada beban maksimum yang ditanggung bantalan selama rotasi. Biasanya dihitung menggunakan rumus perhitungan beban ekuivalen dinamis. Besarnya beban dinamis pada bantalan secara langsung mempengaruhi masa pakai dan kinerja bantalan. Oleh karena itu, produsen bantalan harus mempertimbangkan dampak beban dinamis saat merancang dan memproduksi bantalan. Metode penghitungan beban bantalan dinamis bergantung pada jenis bantalan dan ketentuan penggunaan. Rumus perhitungan beban ekuivalen dinamis yang biasa digunakan, dan cara perhitungannya adalah sebagai berikut:
P = (Fr^2 + Fa^2)^0.5
Diantaranya, P adalah beban ekuivalen dinamis; Fr adalah beban radial; Fa adalah beban aksial. Nilai beban radial dan beban aksial perlu dihitung berdasarkan kondisi penggunaan tertentu, sedangkan beban ekuivalen dinamis dihitung secara komprehensif berdasarkan faktor-faktor seperti geometri bantalan, material, deviasi, dan jumlah bantalan.
Peringkat beban statis bantalan
Peringkat beban statis dasar dari bantalan gelinding (radial Cor, aksial Coa) mengacu pada beban radial bayangan yang setara atau beban statis aksial pusat ketika tegangan kontak tertentu disebabkan pada pusat kontak antara elemen gelinding bantalan dan jalur balap di bawah bantalan gelinding. aplikasi beban maksimum. . Peringkat beban statis ditentukan berdasarkan kondisi beban yang diasumsikan. Untuk bantalan radial, peringkat beban statis mengacu pada beban radial. Untuk bantalan dorong radial (bantalan bola kontak sudut), ini mengacu pada komponen radial dari beban yang memuat jalur setengah lingkaran pada bantalan. Untuk bantalan dorong mengacu pada beban aksial pusat. Artinya, peringkat beban statis dasar radial dan peringkat beban statis dasar aksial bantalan mengacu pada beban maksimum yang dapat ditanggung bantalan ketika statis atau berputar. Kapasitas menahan beban bantalan bola dalam alur saat diam atau berputar perlahan (kecepatan n≤10r/mnt) adalah beban statis terukur.
Peringkat beban dinamis bantalan
Beban dinamis pengenal bantalan adalah beban radial konstan (beban aksial konstan) yang secara teoritis dapat ditahan oleh bantalan gelinding. Nilai umur dasar di bawah beban ini adalah putaran 100W. Peringkat beban dinamis dasar bantalan mencerminkan kemampuan bantalan untuk menahan kelelahan akibat gelinding. . Peringkat beban dinamis dasar bantalan radial dan bantalan dorong masing-masing disebut peringkat beban dinamis dasar radial dan peringkat beban dinamis dasar aksial, diwakili oleh Cr dan Ca. Kapasitas dukung beban bantalan bola dalam alur saat berputar (kecepatan n>10r/mim) adalah peringkat beban dinamis dasar.
Beban tetap
Beban radial resultan yang bekerja pada ring bantalan ditanggung oleh area lokal dari ring raceway dan disalurkan ke area berlawanan dari poros atau dudukan bantalan. Beban ini disebut beban tetap. Karakteristik beban tetap adalah vektor beban radial yang dihasilkan relatif stasioner terhadap ferrule. Baik ferrule maupun beban radial yang dihasilkan tidak berputar atau berputar dengan kecepatan yang sama dan dianggap sebagai beban tetap. Ferrule yang memikul beban tetap dapat menggunakan ukuran yang lebih longgar.
Memutar beban
Beban radial sintetik yang bekerja pada cincin bantalan berputar sepanjang arah keliling lintasan balap, dan beban yang ditanggung oleh setiap bagian secara berurutan disebut beban rotasi. Pembebanan rotasi ditandai dengan rotasi vektor beban radial yang dihasilkan relatif terhadap ferrule. Ada tiga situasi beban berputar:
A. Arah beban ditetapkan dan ferrule berputar;
B. Vektor beban berputar dan ferrule tidak bergerak;
C. Vektor beban dan ferrule berputar dengan kecepatan berbeda.
Beban berosilasi dan beban tak tentu
Terkadang arah dan besarnya beban tidak dapat ditentukan secara akurat. Misalnya pada mesin berputar berkecepatan tinggi, selain beban arah tetap dari berat rotor, juga terdapat beban putar yang disebabkan oleh massa yang tidak seimbang. Jika beban putar ini lebih besar dari beban tetap, maka jika jauh lebih besar maka beban resultannya tetap merupakan beban putar. Dan jika beban berputar jauh lebih kecil dibandingkan dengan beban tetap, maka beban yang dihasilkan adalah beban berosilasi. Terlepas dari beban berputar atau beban ayun, besaran dan arahnya terus berubah. Dalam kondisi kerja yang bervariasi, beban pada beberapa ferrule dapat berupa beban berputar, beban tetap, atau beban ayun. Jenis beban ini disebut beban tak tentu.
Beban berosilasi dan beban tak tentu harus diperlakukan dengan cara yang sama seperti beban rotasi dalam hal kesesuaian. Pakaian yang terlalu longgar akan cocok menyebabkan kerusakan ke permukaan kawin. Ferrule dan poros atau lubang dudukan yang berputar relatif terhadap arah beban harus memilih kesesuaian transisi atau kesesuaian interferensi. Ukuran interferensi didasarkan pada prinsip bahwa ketika bantalan bekerja di bawah beban, cincin tidak akan “merayap” pada permukaan kawin pada poros atau pada lubang dudukan. Untuk aplikasi beban berat, kecocokan umumnya harus lebih ketat dibandingkan aplikasi beban ringan dan beban normal. Semakin berat bebannya, maka semakin besar pula interferensi fitnya.
Pemuatan kerja
Ketika bantalan bekerja, ia menanggung jumlah berat mesin itu sendiri dan berat benda berat, dan perlahan-lahan memindahkan berat total ke bantalan.
Beban suhu
Peralatan mekanis akan menghasilkan suhu tertentu selama pengoperasian, dan suhu tersebut harus diserap oleh bantalan agar bantalan dapat menahan semua suhu.
Beban angin
Saat mesin bekerja di udara terbuka, pengaruh beban angin harus diperhatikan, antara lain arah angin, hujan, badai petir, dll. Di atas hanyalah sebagian dari beban yang ditanggung oleh perangkat bantalan slewing. Faktanya, rakitan bantalan slewing harus memikul beban untuk menahan seluruh berat dan beban alat berat yang sedang beroperasi. Dalam keadaan normal, bantalan pelat putar itu sendiri memiliki lubang pemasangan, oli pelumas, dan perangkat penyegel, yang dapat memenuhi kebutuhan berbeda dari berbagai jenis host yang bekerja dalam kondisi kerja berbeda.
Beban risiko
Beban tak terduga dan tak terduga yang ditanggung oleh bantalan yang berputar, gaya lateral, gaya risiko, kekerasan yang tidak disengaja, dll. Oleh karena itu, pemilihan bantalan harus memiliki faktor keamanan untuk memastikan bahwa bantalan tersebut sangat aman.
Menahan beban minimum
Bantalan gelinding digunakan untuk mengurangi gesekan pada mesin yang berputar dengan menghilangkan gesekan geser sebanyak mungkin dari sistem dengan menggunakan gesekan gelinding dengan koefisien gesekan yang lebih rendah. Namun, meskipun bantalan elemen gelinding berupaya mengurangi gesekan total dalam sistem, masing-masing elemen gelinding di dalam bantalan masih memerlukan sejumlah gesekan untuk menggelinding daripada meluncur. Gesekan internal ini terjadi karena pemberian beban pada bantalan. Beban ini dapat dihasilkan secara internal melalui pramuat atau melalui beban yang diterapkan secara eksternal.
Dengan banyak bantalan radial, sejumlah ruang biasanya disediakan antara elemen gelinding dan jalur balap untuk memungkinkan ekspansi termal dan mencegah bantalan terjepit. “Ini internal izin menciptakan apa yang disebut zona bongkar muat di dalam bantalan. Saat poros berputar, elemen penggulung bergerak masuk dan keluar dari zona penahan beban cincin luar. Saat elemen bergulir masuk dan keluar dari zona pembebanan, kecepatan elemen bergulir berubah. Jika tidak ada beban minimum pada elemen gelinding dan percepatan masuk dan keluar zona beban dapat sangat merugikan.
Mengapa beban penting bagi bantalan?
Jika bantalan gelinding tidak memenuhi beban minimum, sejumlah kondisi dapat terjadi yang memperpendek masa pakai bantalan secara signifikan. Slippage yang tergelincir di antara elemen rolling dan raceways dapat merusak lapisan pelumas dan menyebabkan kerusakan noda. Pengolesan tidak hanya akan merusak permukaan penggulungan tetapi juga menyebabkan suhu meningkat. Beban ditempatkan pada sangkar di dalam bantalan. Biasanya, sangkar dirancang untuk mencegah elemen penggulung bersentuhan satu sama lain. Namun, ketika beban minimum tidak terpenuhi, yaitu ketika tidak ada gaya traksi, sangkar kini harus menggerakkan elemen gelinding, bukan gaya traksi jalur balap. Hal ini menimbulkan beban yang tidak dapat dijelaskan pada kandang dan dapat menyebabkan kegagalan kandang dini.
Faktor-faktor yang mempengaruhi beban bantalan
Bahan, struktur, proses pembuatan, beban kerja, kecepatan putaran, suhu dan kondisi pelumasan merupakan faktor utama yang mempengaruhi distribusi beban internal bantalan. Selama penggunaan dan pemeliharaan bantalan, perlu memperhatikan perubahan faktor-faktor ini dan dampaknya terhadap umur bantalan dan stabilitas pengoperasian untuk memastikan pengoperasian normal bantalan.
Faktor struktural
Struktur bantalan juga mempunyai pengaruh tertentu terhadap daya dukungnya. Struktur bantalan terutama mencakup cincin bagian dalam dan luar serta elemen penggulung. Bantalan dengan elemen gelinding bulat mempunyai kapasitas beban radial yang lebih tinggi dibandingkan bantalan dengan elemen gelinding berbentuk roller.
Proses manufaktur
Proses pembuatan merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi daya dukung. Proses manufaktur meliputi perawatan panas, pemesinan presisi, perakitan, dll. Hal ini secara langsung mempengaruhi kualitas penampilan dan kualitas intrinsik bantalan, dan kemudian mempengaruhi kapasitas bantalan.
Beban kerja
Beban kerja bantalan mengacu pada gaya dan momen yang ditanggung bantalan. Ini adalah salah satu faktor terpenting yang mempengaruhi distribusi beban di dalam bantalan. Besar kecilnya dan arah beban kerja secara langsung menentukan tegangan dan distribusi beban berbagai bagian di dalam bantalan. Ketika beban kerja bantalan tidak merata, distribusi beban di dalam bantalan juga akan tidak merata, yang akan menyebabkan kerusakan lokal dan patah lelah pada bantalan.
kecepatan putar
Kecepatan putaran bantalan mengacu pada kecepatan putaran elemen gelinding di dalam bantalan. Ini adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi distribusi beban di dalam bantalan. Peningkatan kecepatan putar akan meningkatkan gaya inersia elemen gelinding di dalam bantalan, sehingga mengakibatkan beban yang lebih besar pada rakitan bantalan. Selain itu, bila kecepatan putaran terlalu tinggi, material bantalan rentan mengalami kelelahan dan panas berlebih, yang juga akan mempengaruhi distribusi beban di dalam bantalan.
Suhu
Suhu merupakan faktor penting lainnya yang mempengaruhi distribusi beban di dalam bantalan. Saat bantalan bekerja, suhu di dalam bantalan akan meningkat karena timbulnya gesekan dan panas. Ketika temperatur naik, sifat material berbagai bagian di dalam bantalan akan berubah, sehingga mempengaruhi distribusi beban di dalam bantalan. Jika suhunya relatif tinggi, sangkar polimer di dalam bantalan, suhu baja yang stabil secara termal, segel, dll. Jarak bebas internal bantalan dan perubahannya terhadap suhu dapat berdampak signifikan pada ukuran zona beban di bantalan. Ketika terdapat perbedaan suhu yang besar antara kedua ujung bantalan (yaitu poros panas dan rumah dingin), jarak bebas internal bantalan akan berkurang. Hal ini akan menciptakan beban yang lebih tinggi dan gesekan guling yang lebih tinggi di dalam bantalan.
Kondisi pelumasan
Kondisi pelumasan merupakan faktor kunci lain yang mempengaruhi distribusi beban di dalam bantalan. Pada saat bearing bekerja maka diperlukan oli pelumas atau gemuk untuk menjaga kondisi pelumasannya sehingga mengurangi gesekan dan keausan pada bagian dalam bearing. Ketika kondisi pelumasan buruk, gesekan kering lokal dan akumulasi panas akan terjadi di dalam bantalan, yang akan menyebabkan distribusi beban yang tidak merata di dalam bantalan dan kemungkinan besar kegagalan bantalan.
Arah bantalan dan beban
Dalam keadaan normal, untuk kebutuhan beban radial murni, bantalan bola dalam alur atau bantalan rol silinder dapat dipilih. Dan jika itu adalah a dorong bantalan bola, ini hanya cocok untuk memikul beban aksial murni dalam jumlah sedang. Selain itu, bantalan bola dorong satu arah hanya dapat menahan beban bantalan dari satu arah. Jika itu adalah bantalan bola dorong dua arah atau bantalan kontak sudut dorong dua arah, bantalan tersebut dapat menahan beban aksial di kedua arah. Misalnya, jika bantalan dikenai gabungan beban radial dan aksial, maka bantalan bola kontak sudut atau bantalan rol tirus biasanya digunakan. Dan jika itu adalah bantalan bola kontak empat titik dan bantalan bola kontak sudut dorong dua arah, maka bantalan tersebut dapat menahan beban gabungan di kedua arah.
Jika beban bekerja menjauhi pusat bantalan, momen guling dapat terjadi. Menurut produsen bantalan baja tahan karat, bantalan bola dua baris dapat menahan momen terbalik, namun disarankan agar Anda memilih bola kontak sudut berpasangan atau bantalan rol tirus berpasangan. Tipe tatap muka tersedia, dan tipe saling membelakangi lebih baik. Tentu saja, Anda juga dapat memilih bantalan rol tirus bersilang, dll.,
Kesimpulan
Saat memilih bantalan, persyaratan aplikasi, jenis beban, kecepatan, lingkungan dan suhu harus dipertimbangkan. Bantalan bola cocok untuk beban rendah hingga sedang, sedangkan bantalan rol cocok untuk beban lebih tinggi. Bantalan geser cocok untuk mesin berkecepatan rendah dan beban tinggi. Dengan merawat bearing secara teratur dengan memeriksa, membersihkan, dan melumasinya untuk memastikan kinerja dan masa pakai yang optimal. Aubearing menawarkan berbagai macam bantalan untuk berbagai kondisi dan aplikasi, menyediakan produk berkualitas tinggi dan saran ahli. Untuk informasi, hubungi kami.