Ikuti saya di: 
Panduan Utama untuk Mengukur Jarak Bebas Bantalan
Dalam bidang teknik mesin dan manufaktur, bantalan adalah komponen kunci yang menjamin kelancaran pengoperasian dan umur panjang peralatan mekanis. Kinerja suatu bantalan tidak hanya bergantung pada desain dan kualitas pembuatannya, tetapi juga pada jarak bebas bantalan. Jarak bebas bantalan mengacu pada celah antara elemen gelinding bantalan dan cincin dalam dan luar, yang memiliki dampak signifikan terhadap kebisingan, getaran, pembangkitan panas, dan distribusi beban bantalan. Artikel ini akan mempelajari konsep, klasifikasi, metode perhitungan izin bantalan dan dampaknya terhadap kinerja bantalan, dan memberikan formula rinci dan dukungan data.
Izin bantalan mengacu pada celah antara elemen gelinding bantalan dan cincin dalam dan luar ketika tidak ada beban eksternal yang diterapkan. Tergantung pada arah pengukuran, jarak bebas bantalan dapat dibagi menjadi jarak bebas radial dan jarak bebas aksial.
1. Jarak bebas radial: Dalam keadaan tanpa beban, ketika cincin bagian dalam bantalan dipasang, besarnya pergerakan cincin bagian luar dalam arah radial, yaitu perpindahan tegak lurus terhadap arah sumbu.
2. Jarak bebas aksial: Dalam keadaan tanpa beban, ketika cincin bagian dalam bantalan dipasang, jumlah pergerakan cincin bagian luar dalam arah aksial, yaitu perpindahan sejajar dengan arah sumbu.
Tingkat izin bantalan
Tingkat jarak bebas bantalan diklasifikasikan menurut ukurannya, dan setiap tingkat cocok untuk kondisi kerja dan aplikasi yang berbeda. Nilai izin umum termasuk C2, CN, C3, C4, dan C5.
Izin tingkat C2
Kelas C2 memiliki jarak bebas lebih kecil dan cocok untuk aplikasi yang memerlukan akurasi dan stabilitas bantalan lebih tinggi, seperti instrumen presisi dan motor. Karena jarak bebasnya yang kecil, bantalan jenis ini memiliki kebisingan dan getaran yang rendah selama pengoperasian, dan cocok untuk peralatan mekanis berpresisi tinggi.
Izin tingkat CN
Grade CN memiliki izin normal dan cocok untuk sebagian besar aplikasi umum seperti mesin industri dan kendaraan. Ini memberikan keseimbangan yang baik, memastikan stabilitas operasional bantalan sambil beradaptasi dengan beban umum dan perubahan suhu.
Izin tingkat C3
Grade C3 memiliki jarak bebas lebih besar dan cocok untuk aplikasi dengan suhu tinggi atau beban lebih besar, seperti motor dan mesin tugas berat. Jarak bebas yang lebih besar dapat mengkompensasi ekspansi termal yang disebabkan oleh kenaikan suhu dan mencegah kegagalan bantalan akibat panas berlebih.
Izin Kelas C4 dan Kelas C5
Kelas C4 dan C5 masing-masing memiliki jarak bebas lebih besar daripada kelas C3 dan cocok untuk aplikasi dengan suhu lebih tinggi atau beban lebih besar. Tingkat jarak bebas ini digunakan untuk peralatan dalam kondisi kerja ekstrem, seperti lingkungan bersuhu tinggi atau peralatan mekanis dengan beban berlebih, untuk memastikan bahwa bantalan masih dapat beroperasi dengan stabil dalam kondisi keras.
| Kelas Izin | Jarak Bebas Radial (µm) | Jarak Bebas Aksial (µm) | Contoh aplikasi |
|---|---|---|---|
| C2 | Kurang dari Normal (10-20) | Kurang dari Normal (10-25) | Aplikasi dengan presisi tinggi dan kebisingan rendah |
| CN (Biasa) | Biasa (20-40) | Biasa (25-50) | Aplikasi industri umum |
| C3 | Lebih besar dari Normal (40-70) | Lebih besar dari Normal (50-90) | Aplikasi suhu tinggi atau beban berat |
| C4 | Lebih besar dari C3 (70-100) | Lebih besar dari C3 (90-130) | Temperatur yang sangat tinggi atau beban yang sangat berat |
| C5 | Lebih besar dari C4 (100-130) | Lebih besar dari C4 (130-160) | Kondisi ekstrim dengan jarak bebas maksimal |
Mengukur jarak bebas bantalan
Mengukur jarak bebas bantalan adalah langkah penting untuk memastikan kinerja bantalan yang stabil dalam kondisi pengoperasian sebenarnya. Berikut ini penjelasan tentang berbagai jenis jarak bebas bantalan internal dan rumus perhitungannya.
Jarak bebas bantalan internal yang diukur (Δ1)
Jarak bebas bantalan internal yang diukur diukur pada beban tertentu, termasuk deformasi elastis akibat beban (δfo). Rumus perhitungannya adalah:
Δ1=Δ0+δfo
Δ1 adalah jarak bebas bantalan internal yang diukur
Δ0 adalah jarak bebas bantalan internal teoritis
δfo adalah deformasi elastis yang disebabkan oleh beban
Jarak bebas bantalan internal teoritis (Δ0)
Jarak bebas bantalan internal teoritis adalah jarak bebas bantalan internal radial yang diukur tanpa beban dan tidak termasuk deformasi elastis. Untuk bantalan gelinding, deformasi elastisnya adalah nol, sehingga rumusnya disederhanakan menjadi:
Δ0=Δ1
Jarak bebas bantalan internal yang tersisa (Δf)
Jarak bebas bantalan internal sisa adalah jarak bebas bantalan setelah mesin dirakit tetapi sebelum digunakan, tidak termasuk deformasi elastis tetapi memperhitungkan ekspansi atau kompresi cincin. Rumus perhitungannya adalah:
f=Δ0+δf
δf adalah perubahan yang disebabkan oleh ekspansi atau kompresi cincin
Jarak bebas bantalan internal yang efektif (Δ)
Jarak bebas bantalan internal yang efektif adalah jarak bebas bantalan yang dihasilkan oleh mesin karena suhu pengoperasian, tidak termasuk deformasi elastis akibat beban. Rumus perhitungannya adalah:
Δ=Δf−δt=Δ0−(δf+δt)
δt adalah perubahan yang disebabkan oleh perbedaan suhu antara cincin dalam dan luar
Faktor-faktor yang mempengaruhi jarak bebas bantalan
Beberapa faktor dapat mempengaruhi jarak bebas bantalan, termasuk perubahan suhu, perubahan beban, kualitas pemasangan, dan kecepatan pengoperasian.
Perubahan suhu
Peningkatan suhu menyebabkan komponen bantalan mengembang, sehingga mempengaruhi jarak bebas. Panas yang dihasilkan selama pengoperasian menyebabkan cincin bagian dalam dan luar bantalan mengembang sehingga mengurangi jarak bebas. Untuk menghindari kegagalan bantalan akibat ekspansi termal, penting untuk memilih tingkat jarak bebas yang sesuai. Rumusnya adalah sebagai berikut:
δt=αΔtDe
δt adalah pengurangan jarak bebas bantalan radial yang disebabkan oleh perbedaan suhu antara cincin dalam dan luar (satuan: mm).
α adalah koefisien muai panas linier baja bantalan, yaitu kira-kira 12.5 × 10⁻⁶/℃.
Δt adalah perbedaan suhu antara cincin dalam dan luar (satuan: ℃).
De adalah diameter saluran lingkar luar (satuan: mm), untuk bantalan bola: De=(4D+d), untuk bantalan gelinding: De=(3D+d).
Memuat perubahan
Kondisi pembebanan yang berbeda dapat menyebabkan perubahan jarak bebas, terutama beban aksial. Ketika bantalan dikenai beban aksial, elemen gelinding akan bergeser ke arah aksial dan mengubah jarak bebas. Oleh karena itu, kondisi beban aktual perlu dipertimbangkan saat merancang dan memilih bantalan.
Kualitas instalasi
Pemasangan yang tidak tepat dapat mengubah jarak bebas bantalan dan mempengaruhi kinerjanya. Misalnya, pemasangan yang terlalu ketat dapat menekan bantalan, mengurangi jarak bebas, serta meningkatkan gesekan dan keausan. Pemasangan yang terlalu longgar akan menambah jarak bebas dan menyebabkan pengoperasian tidak stabil.
kecepatan berjalan
Selama operasi kecepatan tinggi, gaya sentrifugal akan menyebabkan rakitan bantalan berubah bentuk dan mengubah jarak bebas. Untuk memastikan bantalan tetap stabil pada kecepatan tinggi, penting untuk memilih tingkat jarak bebas yang sesuai.
Kesimpulan
Jarak bebas bantalan merupakan parameter penting untuk kinerja bantalan. Pemahaman yang benar dan penghitungan jarak bebas bantalan sangat penting untuk pemasangan, pengoperasian, dan umur bantalan. Dengan memahami berbagai jenis jarak bebas bantalan dan cara penghitungannya, para insinyur dapat memilih dan menggunakan bantalan dengan lebih baik untuk memenuhi berbagai kondisi pengoperasian dan kebutuhan aplikasi. Saya harap artikel ini dapat membantu pembaca memahami sepenuhnya pentingnya jarak bebas bantalan dan menerapkan pengetahuan ini dalam kerja praktek untuk meningkatkan efisiensi pengoperasian dan keandalan peralatan.