Ikuti saya di:
Yang Harus Anda Ketahui Tentang Kandang Bantalan
Walaupun bearing terdiri dari banyak bagian, namun sangkar juga bisa dikatakan sebagai “pembuluh darah” dari bearing. Oleh karena itu, dalam kinerja bantalan, material sangkar berhubungan langsung dengan efisiensi bantalan. Sangkar bantalan adalah bagian bantalan yang membungkus seluruh atau sebagian elemen gelinding dan bergerak bersamanya untuk mengisolasi elemen gelinding. Biasanya juga memandu elemen bergulir dan menjaganya tetap berada di dalam bantalan.
Ketika bantalan gelinding berfungsi, terutama ketika bebannya rumit dan berputar dengan kecepatan tinggi, sangkar harus tahan terhadap gaya sentrifugal, benturan, dan getaran yang besar. Terdapat gesekan geser yang besar antara sangkar dan elemen penggulung, dan sejumlah besar panas dihasilkan. Efek gabungan dari kekuatan dan panas dapat menyebabkan kegagalan kandang, dan dalam kasus yang parah, kandangnya bisa terbakar dan rusak. Oleh karena itu, material sangkar diharuskan memiliki konduktivitas termal yang baik, ketahanan aus yang baik, koefisien gesekan yang kecil, kepadatan yang kecil, kombinasi kekuatan dan ketangguhan tertentu, serta elastisitas dan kekakuan yang baik. Koefisien muai yang serupa dengan elemen gelinding. Dan kinerja pemrosesan yang baik. Selain itu, kandang juga dipengaruhi oleh media kimia, seperti pelumas, bahan tambahan pelumas, pelarut organik, dan cairan pendingin.
Tujuan utama sangkar bantalan adalah untuk menjaga jarak yang sesuai antara elemen gelinding dan menghindari kontak langsung antara elemen gelinding yang berdekatan untuk menjaga gesekan dan panas yang dihasilkan pada tingkat minimum; untuk menjaga agar elemen gelinding terdistribusi secara merata Di semua bantalan, beban dapat didistribusikan secara merata di semua bantalan, sehingga beban dapat didistribusikan secara merata dan mengurangi kebisingan. Elemen penggulungan dapat dipandu dengan benar di zona tanpa beban untuk meningkatkan kondisi penggulungan pada bantalan dan menghindari kecelakaan yang merusak. menyeret.
Klasifikasi sangkar bantalan
Kandang yang umum digunakan terutama dibagi menjadi kandang logam dan kandang non logam menurut jenis bahannya. Ada juga sangkar komposit, dll. Sangkar bantalan tujuan khusus juga harus memenuhi persyaratan kondisi kerja khusus. Seperti tahan suhu tinggi, tahan korosi, pelumasan sendiri (digunakan dalam ruang hampa) atau non-magnetik, dll.
Bahan sangkar baja
Karena kekuatannya yang tinggi, ketangguhan yang baik, dan kemudahan pemrosesan, material sangkar baja biasanya digunakan pada bantalan gelinding. Biasanya penahan baja dicap dingin dari lembaran baja karbon berkualitas tinggi. Selain itu, metode pengolahan mekanis lainnya juga dapat digunakan sesuai kebutuhan. Bahan sangkar baja yang umum digunakan antara lain 20, 30, 45, 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti, 40CrNiMo, ML15, ML20, dll. Sangkar baja umumnya diberi perlakuan panas untuk menghilangkan stres dan memulihkan plastisitas. Termasuk temper suhu tinggi, anil rekristalisasi, dll. Untuk mengurangi koefisien gesekan sangkar baja, sangkar yang sudah jadi harus dirawat permukaannya jika perlu.
Bahan sangkar logam nonferrous
Berbeda dengan baja, logam nonferrous mempunyai sifat khusus tersendiri. Misalnya, paduan aluminium memiliki karakteristik kepadatan rendah, konduktivitas termal yang baik, dan ketahanan korosi yang baik; paduan tembaga memiliki karakteristik konduktivitas termal yang baik, koefisien gesekan kecil, sifat mampu bentuk yang baik, dan suhu pengoperasian yang tinggi; Paduan seng-aluminium memiliki keunggulan berupa biaya rendah, kepadatan rendah, dan kinerja luar biasa.
Bahan sangkar bukan logam
Bahan sangkar non-logam terutama mencakup polimer dan bahan komposit, termasuk nilon, pita fenolik, politetrafluoroetilen, dll. Bahan polimer memiliki kekuatan dan elastisitas yang cocok. Sifat geser yang baik memungkinkan sangkar polimer hanya menghasilkan sedikit gesekan ketika bergerak relatif terhadap permukaan elemen gelinding yang dilumasi, sehingga meminimalkan timbulnya panas dan keausan bantalan. Dalam kondisi kekurangan pelumas, sangkar polimer tetap memiliki karakteristik pergerakan yang sangat baik. Hal ini dapat memastikan bahwa bantalan terus beroperasi untuk jangka waktu tertentu tanpa kerusakan. Karena kepadatan polimer yang lebih rendah, sangkar yang terbuat dari polimer memiliki inersia yang lebih kecil.
Selain terbuat dari bahan murni, kandangnya juga menggunakan bahan polimer yang dimodifikasi. Gunakan bahan lain untuk mengisi atau memperkuat.
Setelah sangkar dipasang ke dalam bearing. Karena adanya celah antara sangkar dan elemen penggulung, sangkar dapat diimbangi dalam arah radial, yang disebut offset radial. Offsetnya dapat dinyatakan dengan rumus berikut:
Harus dipastikan bahwa ketika sangkar mencapai offset radial maksimum, sangkar tidak menyentuh cincin bantalan.
Proses pembuatan sangkar bantalan
Sangkar die cast
Bahan baku sangkar die-cast adalah paduan aluminium dan kuningan. Bahan mentah dicairkan dan dituangkan ke dalam cetakan die-casting pada mesin die-casting, dan sangkar die-cast sekaligus. Gerbang pengecoran dihidupkan dengan mesin bubut.
(1) Sangkar langsung die-cast, yang dapat memperoleh bentuk geometris dan akurasi dimensi yang baik tanpa pemrosesan mekanis, dan memiliki efisiensi produksi yang tinggi.
(2) Setelah die-casting, logam mengkristal dan mengeras, dengan struktur yang presisi, kualitas permukaan yang baik, dan ketahanan aus.
(3) Tingkat pemanfaatan material yang tinggi dan pengurangan biaya.
Namun, saat melakukan die-casting sangkar paduan aluminium, diperlukan peralatan bertonase besar, dan desain serta pembuatan cetakannya rumit. Kantong sangkar mudah tegang selama die-casting. Dalam kondisi dimana bantalan terkena benturan, getaran dan kecepatan yang bervariasi, kualitas sangkar die-cast perlu lebih ditingkatkan.
Sangkar cor plastik
Plastik rekayasa granular yang dikeringkan secara vakum ditempatkan dalam tong, dipanaskan dengan kabel resistansi dan dilebur menjadi keadaan semi-cair. Diberi tekanan oleh pendorong atau sekrup bergerak, bahan mentah semi cair disuntikkan dari nosel ke dalam cetakan pembentuk mesin cetak injeksi. Setelah diisolasi, dapatkan kandang yang dibutuhkan setelah pendinginan.
(1) Sangkar dicetak dalam satu cetakan injeksi, yang dapat memperoleh bentuk geometris yang presisi dan akurasi dimensi serta nilai kekasaran permukaan yang rendah tanpa memerlukan pemrosesan mekanis, dan efisiensi produksi yang tinggi.
(2) Cetakan dan pengecoran plastik mudah dibentuk, bantalan mudah dipasang, dan kontrol otomatis mudah diwujudkan.
(3) Sangkar plastik memiliki sifat yang baik seperti ketahanan aus, antimagnetik dan gesekan rendah.
Namun karena kekurangan deformasi termal, penuaan dan kerapuhan plastik itu sendiri, serta beberapa masalah pada struktur sangkar dan proses injeksi plastik, penerapan sangkar cor plastik menjadi terbatas.
Untuk rekayasa kandang plastik, performa tiap pabrikan sedikit berbeda, namun secara umum serupa. Sangkar jenis ini ringan dan cocok untuk aplikasi kecepatan tinggi. Selain itu, mode kegagalan sangkar jenis ini tidak meledak secara tiba-tiba, sehingga cocok untuk beberapa situasi di mana penghentian mendadak tidak diperbolehkan. Namun untuk mesin pertambangan, sangkar jenis ini kurang cocok digunakan karena pertimbangan keselamatan, karena kerusakannya tidak terjadi secara tiba-tiba, namun seiring dengan naiknya suhu secara bertahap ke tingkat tertentu maka akan rusak total, yang akan sangat berbahaya. situasi eksplosif. . Pada saat yang sama, sangkar jenis ini memiliki batas suhu, biasanya -40~120℃: Pada dasarnya tidak ada hambatan pada sangkar kuningan, tetapi tidak cocok untuk lingkungan dengan amonia. Umumnya bantalan kecil tidak menggunakan sangkar tembaga. Tidak ada batasan pada sangkar baja, tetapi bantalan berukuran besar tidak menggunakan sangkar baja.
Bagaimana memilih sangkar bantalan
Bahan sangkar bantalan dapat diklasifikasikan menurut bahan pembuatan dan skenario penerapannya. Berikut ini adalah beberapa bahan sangkar bantalan yang umum:
Kandang baja: Biasanya terbuat dari baja karbon atau baja paduan berkualitas tinggi, memiliki karakteristik kekuatan tinggi, ketahanan aus dan ketahanan korosi. Cocok untuk aplikasi kecepatan tinggi, beban berat, dan suhu tinggi, seperti bantalan pada mesin dirgantara dan girboks mobil.
Keunggulan dan performa: Kandang jenis ini memiliki kekuatan tinggi dan bahan ringan. Hal ini sebagian besar digunakan pada bantalan bola alur dalam, bantalan rol bulat, dan bantalan rol tirus, dan umumnya tidak terpengaruh oleh pelumas berbahan dasar minyak mineral atau yang mengandung alkali pada bantalan gelinding.
Batasan penggunaan: mudah berkarat karena pengaruh air dan uap air;
Suhu pengoperasian: Suhu pengoperasian kandang bisa mencapai 300°C.
Kandang kuningan: Biasanya terbuat dari kuningan atau perunggu, memiliki ketahanan aus yang sangat baik, ketahanan korosi dan koefisien gesekan yang rendah. Cocok untuk aplikasi kecepatan sedang dan beban ringan, seperti bantalan pada peralatan rumah tangga, instrumen, dan peralatan kantor.
Kuningan memiliki kekuatan tarik yang tinggi dan tidak terpengaruh oleh pelumas bantalan biasa. Ini sering digunakan pada bantalan berukuran kecil dan menengah. Namun karena mahalnya harga tembaga, maka harga sangkar kuningan pun ikut tinggi. Fitur utamanya adalah sebagai berikut:
Jenis sangkar: stamping dan padat, stamping hanya cocok untuk ukuran kecil dan menengah;
Bahan: Pelat kuningan, pengecoran kuningan atau penempaan kuningan. Kuningan memiliki kekuatan tarik yang tinggi, dan kekuatan mekaniknya setara dengan sangkar stamping pelat baja, namun kepadatannya relatif kecil, kecepatan batasnya tinggi, dan harganya lebih tinggi.
Keuntungan: Tidak terpengaruh oleh pelumas, termasuk oli dan gemuk sintetik;
Batasan penggunaan: Sangkar kuningan tidak dapat digunakan pada suhu di atas 300°C, dan tidak cocok untuk amonia (seperti pendinginan), karena amonia akan menyebabkan kerusakan musiman pada kuningan;
Suhu pengoperasian: Suhu pengoperasian di bawah 300°C.
Kandang nilon: Biasanya terbuat dari poliamida (PA66) dan plastik rekayasa lainnya untuk cetakan injeksi, memiliki karakteristik ringan, tahan korosi, insulasi yang baik dan pemrosesan yang mudah. Cocok untuk aplikasi beban ringan, kecepatan rendah, dan suhu tinggi, seperti bantalan pada perkakas listrik, mesin jahit, dan mesin pengolah makanan. Bahan nilon poliamida memiliki keunggulan elastisitas tinggi dan ringan. Sangkar ini memiliki sifat geser dan pelumasan sendiri yang sangat baik. Merupakan produk generasi baru yang saat ini menggantikan sangkar besi.
Keunggulan dan performa: Bahan nilon poliamida memiliki keunggulan elastisitas tinggi dan ringan.
Sangkar ini memiliki sifat geser dan pelumasan sendiri yang sangat baik. Sangat cocok untuk situasi di mana terdapat tegangan benturan getaran atau akselerasi dan deselerasi tinggi, atau cincin bagian dalam dan luar bantalan dimiringkan satu sama lain;
Keterbatasan penggunaan: Sangkar nilon poliamida mungkin terpengaruh oleh pelumasan khusus (bahan tambahan korosif pada pelumas) dan tidak dapat digunakan dalam ruang hampa karena akan menjadi rapuh karena dehidrasi;
Suhu kerja: Suhu kerja lebih rendah dari 120°C dan lebih besar dari -40°C. Jika suhunya terlalu rendah, nilon akan kehilangan elastisitasnya.
Kandang fenolik: terdiri dari resin fenolik, kain serat kaca dan bahan lainnya, memiliki karakteristik kekuatan tinggi, tahan suhu tinggi dan sifat insulasi yang baik. Cocok untuk aplikasi suhu tinggi dan kecepatan tinggi, seperti bantalan pada mesin pesawat terbang dan turbin gas.
Bahan lainnya: Selain bahan umum yang disebutkan di atas, ada juga bahan lain yang digunakan dalam pembuatan sangkar bantalan, seperti aluminium, magnesium dan bahan logam ringan lainnya, serta beberapa bahan komposit. Bahan-bahan ini biasanya dipilih berdasarkan persyaratan aplikasi spesifik.
Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan ketika memilih sangkar bantalan
Lingkungan kerja: Lingkungan kerja bantalan mempunyai pengaruh besar terhadap bahan sangkar. Misalnya, di lingkungan bersuhu tinggi, bahan yang tahan suhu tinggi harus dipilih, seperti sangkar pita baja atau fenolik; di lingkungan korosif, bahan tahan korosi harus dipilih, seperti sangkar tembaga atau nilon.
Jenis bantalan: Berbagai jenis bantalan memiliki bahan sangkar yang berbeda pula. Misalnya, bantalan bola dalam alur, bantalan rol bulat, dan bantalan rol tirus biasanya menggunakan sangkar baja; sedangkan bantalan rol silinder dapat menggunakan sangkar tembaga atau nilon.
Kecepatan dan beban: Kecepatan dan beban juga menjadi faktor penting dalam pemilihan bahan sangkar. Dalam kondisi kecepatan tinggi dan beban berat, perlu dipilih material dengan kekuatan tinggi, ketahanan aus dan ketahanan korosi, seperti sangkar baja atau tembaga.
Ekonomi: Untuk memenuhi persyaratan kinerja, faktor ekonomi harus dipertimbangkan. Beberapa material ringan dan berbiaya rendah seperti plastik rekayasa cocok untuk beban ringan, kecepatan rendah, dan suhu tinggi.
Faktor-faktor lain: Selain itu, faktor-faktor seperti ukuran, bentuk, metode pengolahan dan persyaratan pemasangan kandang perlu dipertimbangkan.
Beberapa faktor perlu dipertimbangkan ketika memilih sangkar bantalan, termasuk lingkungan kerja, jenis bantalan, kecepatan dan beban, keekonomian dan faktor terkait lainnya. Dalam penerapan sebenarnya, pemilihan harus didasarkan pada persyaratan dan ketentuan khusus untuk memastikan pengoperasian normal dan masa pakai bantalan.