Ikuti saya di:
Panduan Utama untuk Bantalan Bagian Tipis
Bantalan bagian tipis dikembangkan ketika bantalan bola dalam alur standar tidak mencukupi untuk aplikasi tertentu. Bantalan berpenampang tipis memiliki penampang yang sangat kecil dibandingkan diameternya. Desain ini menentukan bahwa bantalan berpenampang tipis memiliki volume desain yang lebih kecil dan massa yang lebih rendah, sekaligus mencapai kekakuan tinggi dan akurasi pengoperasian.
Seri bantalan bergulir distandarisasi menurut DIN-ISO, penampang bantalan berpenampang tipis bertambah seiring bertambahnya diameter, dan semua ukuran bantalan berpenampang tipis dalam satu seri memiliki penampang yang sama. “Ada beberapa definisi bantalan berpenampang tipis di industri, salah satu yang paling umum adalah bahwa suatu bantalan dianggap berpenampang tipis jika diameternya 4 kali lebih besar dari penampang radial. Dimensi penampang dapat bervariasi, tetapi biasanya berbentuk bola dengan diameter dua kali lipat.” Aplikasi umum untuk bantalan berpenampang tipis adalah aplikasi kritis di mana ruang terbatas, berat harus diminimalkan, keakuratan absolut harus dijaga, dan persyaratan beban dan torsi masih memerlukan penggunaan bantalan bola. Dalam aplikasi seperti itu, bantalan berpenampang tipis membantu mengurangi biaya dibandingkan dengan ukuran bantalan bola dalam alur standar dan memiliki keuntungan karena hanya menggunakan satu bantalan dengan sedikit dampak pada berat keseluruhan.
Klasifikasi bantalan bagian tipis
Setiap aplikasi bantalan berpenampang tipis memiliki persyaratan khusus. Perbedaan potensial ini membuat beberapa bantalan berpenampang tipis menjadi pilihan yang lebih baik daripada yang lain. Mengenai bantalan bagian tipis, ada tiga jenis yang perlu dipertimbangkan:
Tipe bantalan bagian tipis
Bantalan bagian tipis tipe C
Bantalan bagian tipis tipe X
Tipe A – Bantalan Bagian Tipis Kontak Sudut
Bantalan berpenampang tipis kontak sudut terutama digunakan di lingkungan yang keras dengan beban aksial tinggi. Biasanya tidak disarankan untuk menggunakan satu bantalan berpenampang tipis kontak sudut tipe A untuk menopang beban aksial momen atau membalikkan, tetapi dua bantalan tipe A sebagai pasangan bantalan dupleks dapat dengan mudah menopang beban tersebut. Stabilitas, kapasitas beban, dan kemampuan pengulangan pasangan bantalan ganda berpenampang tipis kontak sudut tipe A lebih baik daripada bantalan berpenampang tipis Tipe C.
Kedua cincin bantalan berpenampang tipis kontak sudut Tipe A memiliki alur bola ekstra dalam (kedalaman alur = 25% diameter bola).
Bantalan berpenampang tipis kontak sudut tipe A memiliki jarak radial yang cukup untuk menghasilkan sudut kontak 30° (α) yang dapat menahan beban aksial.
Sangkar bantalan kontak sudut tipe A berada di dalam kantong melingkar, di mana jumlah bola menyumbang sekitar 67% dari seluruh bola.
TIPE A Bantalan Bagian Tipis KONDISI BEBAN | ||||
Radial | Aksial | Saat | Membalikkan | Gabungan |
baik | Sangat baik | Gunakan Berpasangan | Gunakan Berpasangan | baik |
Memberikan kapasitas beban aksial (satu arah) yang lebih besar dibandingkan bantalan tipe C atau X:
Cincin bagian luar biasanya diberi counterbored untuk mengurangi salah satu bahu arena pacuan kuda, dan cincin bagian luar dipasang di atas cincin bagian dalam, bola, dan sangkar untuk kenyamanan (dengan bantuan perbedaan suhu antara kedua cincin).
Bantalan berpenampang tipis kontak sudut tipe A adalah bantalan yang tidak dapat dipisahkan yang dapat menahan beban radial lebih besar dan sekaligus menahan beban aksial dalam jumlah besar dalam satu arah.
Saat memikul beban aksial, permukaan cincin bagian dalam dan luar bantalan kontak sudut Tipe A kira-kira rata, sehingga meminimalkan penyesuaian beban awal.
Bantalan kontak sudut tipe A biasanya dipasang berlawanan dengan bantalan lain dari jenis yang sama sehingga ada beban aksial untuk membentuk dan mempertahankan sudut kontak dan mengakomodasi beban aksial terbalik dengan gerakan aksial minimal
Tipe C – Bantalan Bagian Tipis Bola Radial
Bantalan berpenampang tipis bola kontak radial tipe C mengadopsi desain bola alur dalam yang alurnya dapat menahan beban tinggi dan merupakan solusi pilihan untuk aplikasi dengan beban radial. Seperti yang Anda harapkan, bantalan berpenampang tipis Tipe C juga dapat menangani beban aksial sedang, beban aksial terbalik, dan beban momen.
Kedua cincin bantalan berpenampang tipis bola kontak radial tipe C memiliki alur bola ekstra dalam (kedalaman alur = 25% diameter bola).
Cincin bagian dalam mempunyai perpindahan eksentrik di dalam cincin bagian luar, kira-kira setengah jarak bola.
Cincin diposisikan secara konsentris dan sangkar/pemisah memisahkan bola secara merata di sekeliling keliling.
Bantalan bagian tipis bola kontak radial tipe C bekerja paling baik ketika ada sedikit permainan (jarak radial, yang dapat ditingkatkan atau dikurangi untuk memenuhi kondisi pengoperasian) antara bola dan ring.
TYPE C Bantalan Bagian Tipis KONDISI BEBAN | ||||
Radial | Aksial | Saat | Membalikkan | Gabungan |
Sangat baik | baik | baik | baik | baik |
Bantalan bagian tipis bola kontak radial tipe C dirancang sedemikian rupa sehingga kontak bola dan cincin berada di bidang tengah bola ketika hanya beban radial yang diterapkan. Meskipun dirancang terutama untuk aplikasi beban radial, bantalan tipe C tidak memiliki alur terisi dan dapat menangani beberapa beban aksial di kedua arah. Kemampuan menahan beban aksial tergantung pada besarnya jarak bebas pada bantalan setelah pemasangan. Dengan meningkatkan jarak bebas radial di atas nilai standar, bantalan tipe C dapat memiliki sudut kontak lebih besar di bawah beban aksial, sehingga menghasilkan kapasitas beban aksial yang lebih besar. Dalam hal ini, disarankan untuk menyetel bantalan terhadap bantalan lain dengan konstruksi serupa untuk mengurangi pergerakan aksial di bawah beban aksial terbalik. Digunakan dengan cara ini, bantalan pada dasarnya adalah bantalan bola kontak sudut daripada bantalan bola kontak radial.
Tipe X - bantalan bagian tipis kontak empat titik
Berbeda dengan desain bantalan berpenampang tipis Tipe A dan Tipe C, bantalan berpenampang tipis kontak empat titik Tipe X dibuat dengan lengkungan Gotik yang menciptakan empat titik kontak antara bola dan jalur balap pada bantalan. Desain ini menjadikan bantalan bagian tipis kontak empat titik sebagai pilihan utama untuk aplikasi yang memerlukan torsi yang cukup atau beban aksial terbalik dalam paket kecil. Namun, bantalan berpenampang tipis kontak empat titik Tipe X memiliki kemampuan yang lebih rendah untuk memikul berbagai beban radial dibandingkan bantalan berpenampang tipis Tipe X. Bantalan bagian tipis kontak empat titik Tipe X tidak direkomendasikan sebagai pengganti bantalan bagian tipis tipe C atau tipe A di lingkungan yang ditujukan untuk beban radial murni. Perlu dicatat bahwa kecepatan (rpm) bantalan penampang tipis kontak empat titik tipe X menjadi perhatian khusus bila dikombinasikan dengan beban radial bila diterapkan dengan beban aksial atau momen.
KONDISI BEBAN TIPE X | ||||
Radial | Aksial | Saat | Membalikkan | Gabungan |
Tidak baik | baik | Sangat baik | Sangat baik | Tidak baik |
Bantalan Tipe X berbeda dari bantalan Tipe A dan Tipe C dalam geometri alur balapnya:
Ketik C: Pusat jari-jari terletak pada bidang tengah bola.
Tipe A: Ferrule dan bola berada dalam kontak sudut, dan pusat radius alur diimbangi dengan jumlah yang sama di kedua sisi bidang pusat bola.
Tipe X: Alur pada setiap ring mempunyai dua jari-jari dengan pusat-pusatnya diimbangi dari bidang tengah bola.
Kedalaman alur pada bantalan Tipe X sama dengan Tipe A dan Tipe C (25% diameter bola).
Fitur khusus dari “Lengkungan Gotik” adalah:
Memungkinkan satu bantalan tipe X untuk memikul tiga jenis beban (radial, aksial, dan momen) secara bersamaan (sementara bantalan ukuran standar biasanya dirancang untuk hanya memikul beban radial dan aksial).
Menjadikannya bantalan yang ideal untuk banyak aplikasi, karena bantalan bola kontak empat titik sering kali dapat menggantikan dua bantalan, seperti satu set dua bantalan rangka A yang disusun saling membelakangi, sehingga memberikan desain yang disederhanakan.
Beban aksial yang diterapkan pada cincin bagian dalam dari kanan ke kiri dipindahkan dari cincin bagian dalam ke bola di titik B.
Beban kemudian ditransfer melalui bola ke titik D di mana beban tersebut ditransfer ke ring luar dan struktur pendukung.
Garis aksi BD membentuk sudut kontak nominal 30° (α) dengan garis tengah radial bantalan.
Karena deformasi elastis bola dan lintasan sepanjang garis perpindahan beban, beban pada bola dilepaskan di titik A dan C, memungkinkan putaran yang mulus di sekitar sumbu tegak lurus garis BD.
Ketika beban aksial diterapkan pada cincin bagian dalam dari kiri ke kanan, perpindahan beban serupa terjadi antara titik C dan titik A.
Seperti bantalan tipe C, bantalan tipe X biasanya memiliki jarak bebas radial. Namun, sudut kontak nominal dan kapasitas beban aksial bantalan tipe X tidak bergantung pada jarak bebas. Ketika beban aksial atau momen cukup besar, celah harus diminimalkan untuk mencegah sudut kontak menjadi terlalu besar. Hal utama yang perlu diperhatikan adalah disarankan agar bantalan X digunakan sendiri. Tidak disarankan untuk menggunakan dua bantalan X pada poros yang sama karena hal ini dapat menyebabkan momen gesekan yang tidak dapat diterima.
Beban pada bantalan bagian tipis
Bantalan menopang poros atau rumah, sehingga memungkinkannya berjalan bebas di bawah beban. Di atas kami menganalisis berbagai bantalan berpenampang tipis yang dapat menahan beban radial, aksial, dan momen. Beban dapat diterapkan pada bantalan berpenampang tipis pada salah satu dari dua arah mata angin, dimana beban momen resultan (M) dapat dihitung sebagai:
M = Fa Sa + Fr Sr
M | = | beban momen [N·m] |
Fa | = | beban aksial [kN] |
Sa | = | jarak offset dari sumbu bantalan [m] |
Fr | = | beban radial [kN] |
Sr | = | jarak offset dari bidang radial [m] |
Beban aksial (Fa) sejajar dengan poros (sumbu putar bantalan), sedangkan beban radial (F r ) tegak lurus terhadap sumbu putar. Ketika beban-beban ini menyimpang dari sumbu bantalan (jarak Sa) atau bidang radial (jarak Sr< /span>), timbul beban momen akhir (M). Penggunaan perangkat lunak komputer telah membuat metode penentuan umur bantalan menjadi rumit dan akurat dibandingkan perhitungan manual sebelumnya. Beban sebenarnya diterapkan pada bantalan dan beban resultan pada setiap bola dalam bantalan tersebut ditentukan. Dari perhitungan ini, faktor keamanan statis dan umur rating dasar L10 dapat ditentukan.
Beban radial utama
Semakin besar jarak bebas bantalan, semakin sedikit bola yang mampu membawa beban, sehingga umur dinamisnya semakin pendek.
Preload bantalan yang besar dapat menyebabkan beban berlebih pada bantalan sebelum beban diterapkan.
Beban aksial utama dan beban momen
Celah yang lebih besar akan memungkinkan sudut kontak yang lebih besar dibandingkan bola ke raceway dan oleh karena itu lebih baik beradaptasi dengan beban yang diberikan.
Namun, area kontak bola elips dengan raceway mungkin terpotong di atas tepi raceway, sehingga menyebabkan masalah lain.
Beban awal yang lebih besar dapat membebani bantalan lagi sebelum beban diberikan.
Menghitung faktor keamanan statis atau umur dinamis memerlukan bantuan perangkat lunak komputer untuk menentukan beban bola individu di seluruh bantalan – menggunakan Reali-Design (untuk Bantalan inci Reali-Slim) atau Reali-Design MM (untuk Bantalan metrik Reali-Slim) perangkat lunak. Setelah ini dihitung, lingkup beban maksimum digunakan untuk menentukan tingkat tegangan maksimum dan faktor keamanan statis. Semua beban bola digunakan dalam analisis tertimbang untuk menentukan umur rating dasar, L10.
Membatasi kecepatan bantalan bagian tipis
Secara umum, menentukan kecepatan pengoperasian aman maksimum sangat bergantung pada pengalaman masa lalu. Faktor-faktor yang membatasi kecepatan putaran bearing sangatlah kompleks, antara lain:
Diameter bantalan
Rasio diameter terhadap penampang bantalan
Jenis bantalan dan konfigurasi internal
Rasio radius alur raceway terhadap diameter bola
Bantalan jarak radial internal atau preload
Sudut kontak kerja
Akurasi bantalan (runout)
Bahan dan desain sangkar bola/pemisah
Akurasi instalasi (kebulatan, kerataan di bawah beban)
Pelumasan
Pengukuran suhu dan pembuangan panas sekitar
Segel
Memuat
Meskipun tidak mungkin menetapkan batas kecepatan yang tepat, penerapan praktis dan pengalaman laboratorium uji AUB memberikan dasar untuk menetapkan batas umum. Asumsikan bantalan dipasang dengan benar dan memiliki pembuangan panas yang memadai. Batasan ini didasarkan pada masa pakai penuh 1 putaran. Kecepatan yang lebih tinggi dapat ditoleransi jika masa pakai yang lebih pendek dapat diterima. Untuk kecepatan yang mendekati atau melampaui batas yang dihitung menggunakan rumus batas kecepatan (n), perhatian khusus harus diberikan pada pelumasan dan panas:
Gemuk harus dirancang khusus untuk bantalan kecepatan tinggi.
Frekuensi pelumasan ulang harus mencukupi sehingga pelumas selalu tersedia dalam jumlah yang cukup.
Jika menggunakan oli, hambatan viskos harus diminimalkan dengan mengontrol levelnya, menggunakan pengumban oli, dan/atau mengukur sedikit cairan atau kabut.
Efek turbulensi udara pada kecepatan tinggi dapat mempersulit masuknya oli ke permukaan kritis, sehingga desain sistem pelumasan menjadi sangat penting.
Perhitungan berikut dapat digunakan untuk bantalan bola berpenampang tipis seri Reali-Slim inci tipe terbuka dengan kecepatan kontinu.
n = 1 000 fl Cf/hari
| Cf | = | faktor perhitungan (tabel 1) |
| d | = | diameter lubang [mm (di)] (tabel produk) |
| fl | = | faktor reduksi (tabel 2) |
| n | = | membatasi kecepatan [r/mnt] |
Bagaimana cara memilih bantalan bagian tipis terbaik untuk aplikasi Anda?
Jenis dan besarnya beban yang diperlukan dalam aplikasi tertentu menentukan bantalan berpenampang tipis mana yang paling tepat. Misalnya, di lingkungan di mana terdapat beban aksial dalam satu arah, AUB merekomendasikan penggunaan bantalan bola kontak sudut Tipe A khusus. Opsi ini juga ideal untuk aplikasi gaya dorong radial atau gabungan. Namun, ini tidak cocok untuk aplikasi yang memerlukan beban momen atau beban aksial terbalik.
Setelah beban momen yang lebih besar telah ditentukan, AUB akan merekomendasikan penggunaan opsi bantalan bola kontak pola X atau 4 titik. Desainnya menggunakan arena balap “lengkungan gotik” untuk menciptakan empat titik kontak antara bola dan arena balap. Menjadikannya solusi sempurna untuk beban aksial terbalik dan ideal untuk beban momen. Meskipun bantalan tipe X dapat digunakan pada kondisi beban ringan lainnya, penggantian bantalan tipe C atau A pada beban radial murni tidak selalu dianjurkan.
Sebagai aturan standar, AUB merekomendasikan pemantauan kecepatan aplikasi (RPM) secara cermat ketika menentukan bantalan tipe X untuk kombinasi beban aksial atau momen dan beban radial. Tim insinyur AUB yang berpengalaman terbukti sangat mendukung dalam hal ini. Mereka dapat menyediakan dan menentukan batas kecepatan dan beban gabungan berdasarkan statistik dan penelitian. Mereka juga menambahkan rekomendasi mengenai penggunaan bantalan radial dengan kombinasi beban radial, aksial atau momen serta membatasi kecepatan dan pemilihan pemisah.
Bantalan kontak radial, seperti bantalan tipe C, cocok untuk beban radial. Hal ini karena alur bolanya yang dalam memberikan ketahanan untuk menahan beban yang lebih tinggi. Meskipun jenis bantalan khusus ini digunakan dalam aplikasi yang terutama memikul beban radial, Carter menyarankan bahwa bantalan ini juga dapat secara efektif membawa beban aksial terbalik, beban aksial sedang, dan beban momen.
Aplikasi apa lagi yang ada untuk bantalan bagian tipis?
Bantalan berpenampang tipis telah dikembangkan terutama untuk aplikasi di mana ruang terbatas, memberikan solusi bebas gesekan untuk komponen artikulasi seperti robot lengan atau sendi lain seperti siku. Berbagai jenis bantalan berpenampang tipis banyak digunakan di berbagai institusi, termasuk dirgantara, pencitraan medis, robotika, semikonduktor, penyimpanan data, peralatan mesin, peralatan pengemasan, peralatan pengemasan, sistem satelit, dan sistem optik dan bidik.
AUB berspesialisasi dalam solusi mengenai rangkaian lengkap bantalan bagian tipis. Tim teknik kami yang lengkap menciptakan desain bantalan khusus dengan mempertimbangkan ruang, beban, presisi, dan keandalan, dan memproduksinya secara khusus sesuai kebutuhan aplikasi Anda. AUB menawarkan bantalan profil rendah presisi dalam ukuran mulai dari ID 1 inci (diameter dalam) hingga OD 40 inci (diameter luar) untuk meja putar besar yang digunakan dalam aplikasi komersial dan industri.