Lejetrykpasningstolerancediagram: Interferens, tilpasninger og monteringsregler

Et vedligeholdelsesteam presser et 6205-leje på en aksel, der blev genopbygget ved svejsning og hånddrejning. Lejet glider på med to lette tryk, så de kvitterer jobbet. Otte uger senere bærer skaftsædet rustbrune skrammer, den indvendige ring har sneget sig et par grader rundt om sit sæde, og fedtet er fyldt med fint jernpulver. Intet i deres tolerancediagram for lejepressepasning var forkert. De læste den forkerte linje.

Et trykpasningstolerancediagram udfører præcis ét job. Den konverterer en aksel- eller hustoleranceklasse til en række interferenser, normalt angivet i mikron, for en given lejeboring. Det vil ikke fortælle dig, om det sæde overlever en temperaturstigning på 90 grader, om ringen kryber under en roterende belastning, eller hvor meget kraft pressen skal bruge. Arbejdsrækken er ligetil: vælg pasformen fra belastningsretningen og rotationen, slå den resulterende interferens op, og kontroller derefter frigangstab og trykkraft. Alt nedenfor følger den rækkefølge.

Hvad en Press Fit Tolerance Chart konverterer

Interferens er en længde, ikke en procentdel. For en lejet indvendig ring på en aksel er det akslens udvendige diameter minus lejets diameter, og et positivt tal betyder, at ringen skal strækkes for at passe. Negative tal beskriver frigang, passer ikke, og de er der, hvor krybende ringe kommer fra.

Næsten alle offentliggjorte diagrammer er bygget på ISO 286 toleranceklasser. Skafter bærer små bogstaver såsom j, js, k, m, n, p og r; huse bærer store bogstaver som H, J, K, M, N og P. Cifferet efter bogstavet er karakteren, og klasse 6 er det normale valg for lejesæder, fordi klasse 7 næsten fordobler båndet uden at købe nogen reel fordel.

Den komplikation, de fleste diagrammer begraver i en fodnote, er, at et rullelejeboring ikke er et nominelt hul. Normalklasse lejer er fremstillet med en boring ved nominel størrelse eller mindre og aldrig større, så afvigelsesbåndet løber fra nul ned til en negativ grænse. For en 25 mm boring er dette bånd 0 til minus 10 mikron; for en 100 mm boring er den 0 til minus 20 mikron. Den praktiske konsekvens er, at den interferens, man faktisk får, er større, end akselafvigelsen alene antyder, og spredningen mellem den løseste og den strammeste samling er større, end de fleste designere antager.

Se hvor bred den højre kolonne er. Et 30 til 50 mm sæde på en m6 aksel kan ende med 9 mikron eller 37 mikron, alt efter hvor skaftet og ringen lander inden for deres egne tolerancebånd. Hvis et design kun virker i den ene ende af det område, har diagrammet ikke løst problemet. den har kun flyttet den til butiksgulvet.

Deep Groove Kuglelejer Anbefalede produkter Se produkt →

Tyndringede produkter lider mest under den spredning. Et standard kugleleje med dyb rille har en indre ringvæg, der er tynd nok til, at et par ekstra mikrometer interferens bruger målbar indvendig spillerum, hvorfor en diagramlinje, der passer til et tungt sektions rulleleje, kan være for aggressiv til et lille kugleleje med samme boring.

Rotation og belastningsretning bestemmer, hvilken ring der er stram

Diagrammet giver dig tal, ikke beslutninger. Beslutningen starter med et enkelt spørgsmål: hvilken ring roterer i forhold til belastningsretningen? Uanset hvilken ring der bærer en roterende belastning i forhold til belastningsvektoren skal interferenspasningen være, for ellers kryber ringen rundt om sit sæde i små trin, slider sædet og ødelægger til sidst både boringen og akslen.

På en typisk elektrisk motor eller gearkasseindgang roterer den indre ring med akslen, mens belastningsretningen forbliver nogenlunde fast i rummet. Den indvendige ring får den tætte pasform, normalt k6 eller m6 på skaftet, og den ydre ring løber i et H7 eller J7 hus, der tillader en let trykpasning eller endda en lille frigang. Vend arrangementet, som det sker med et hjulnav eller en remskive, hvor lasten roterer med den ydre ring, og logikken vender om: huset bliver det stramme sæde, og akslen bliver den løse.

Hvor begge ringe ser en roterende belastning, eller hvor stødbelastninger vender om, kan ingen af ​​sæderne være løs. Dobbeltrækkede vinkelkontaktlejer er almindelige i den situation, fordi de tager kombinerede radiale og aksiale belastninger fra begge retninger, og deres to rækker deler belastningen, så sædetrykket forbliver moderat. Designere, der specificerer dem, holder normalt skaftet ved m6 og huset ved N7 eller P7 i stedet for at løsne den ene side.

32, 33-serien dobbeltrækket vinkelkontaktkuglelejer 32, 33-serien dobbeltrækket vinkelkontaktkuglelejer Princinal Dimensions (mm) Bearing Designations Basic Ratings Maxronoutspeed Mass(kg) d D B r P.NO. Shielded Seal... Se produkt →

En detalje er let at overse. Et fast- og flydende arrangement har brug for et leje placeret aksialt og et der kan glide, og det flydende leje skal køre på en frigang eller overgangspasning, så akslen kan vokse uden at belaste de rullende elementer. Låsning af begge ender med tætte pasformer gør termisk vækst til et forspændingsproblem.

Læsning af interferensnumre

Interferens skalerer ikke med borestørrelse

En almindelig antagelse er, at en fordobling af boringen fordobler interferensen. Det gør den ikke, i hvert fald ikke for en fast toleranceklasse. Grad 6 akselafvigelser vokser langsomt med diameteren, fordi de er opbygget af en toleranceenhed, der stiger med kubikroden af ​​diameteren, mens lejeboringsbåndet vokser i trin fastsat af standarden. Nedenstående skema viser, hvad det betyder i praksis.

Læs søjlerne som gennemsnit snarere end mål. Flytning fra en boring på 10 til 18 mm til en boring på 80 til 120 mm fordobler groft den gennemsnitlige interferens, fra omkring 13 mikron til omkring 24 mikron, mens selve diameteren vokser med en faktor på seks eller mere. Det mellemrum eksisterer, fordi toleranceenheden bag en grad 6-aksel vokser langt langsommere end den nominelle diameter. Den praktiske effekt er, at små lejer ender forholdsmæssigt strammere, hvad angår ringspænding, end store lejer på samme pasform. Dette forklarer, hvorfor et k6-sæde, der føles skånsomt bag et 100 mm leje, kan føles tydeligt fast bag et 15 mm leje, og det er også derfor, at små højhastighedsspindler ofte rykker en grad løsere. Brug stanghøjderne til at bedømme ændringens retning og størrelse, og bekræft derefter de faktiske grænseafvigelser i den aktuelle udgave af standarden, før du skærer i metal.

Termisk vækst kan slette pasformen

Interferens er ikke permanent. Når den ydre ring bliver varmere end huset, eller når huset udvider sig hurtigere end lejestålet, løsnes pasformen. Det næste diagram viser, hvor meget af den kolde interferens, der overlever, når temperaturen stiger, for tre almindelige husmaterialer.

Aluminiumshuse er det ekstreme tilfælde i denne sammenligning. Deres termiske udvidelse er omtrent det dobbelte af lejestål, så et hus, der rummer 20 mikron interferens ved 20 grader, kan miste det meste af det hold, når det når 80 graders temperaturstigning. Et stålhus parret med et stålleje er langt mere stabilt, fordi begge dele vokser med næsten samme hastighed, og pasformen bevæger sig næsten ikke. Støbejern sidder mellem de to, hvilket er en af ​​grundene til, at det stadig er populært til gearkasse og pumpehuse. Læren er, at pasformen skal bedømmes ud fra driftstemperaturen, ikke ved samlebænken, og at ethvert aluminiumshus, der bærer en roterende belastning, har brug for en tungere klasse såsom m6 eller n6, blot for at holde kontakten, når den er varm. Hvor et hus bliver varmt og ikke kan tildeles en tungere klasse, er en aksial lokaliseringsskulder eller en endeklemme et mere pålideligt svar end at tilføje mere interferens. Temperaturen forklarer også, hvorfor et leje, der var korrekt på teststanderen, stadig kan snige sig ind efter en opgradering af motoreffekten.

Monteringskraft, frigangstab og valg af pasform

Press Force følger interferens lineært

Pressekraft afgør, om arbejdet udføres med en dornpresse, en hydraulisk presse eller en hammer, som ingen skal bruge. Det rejser sig i en lige linje med interferens, hvilket gør det nemt at estimere fra diagrammet, før en enkelt del bestilles. Værdierne nedenfor antager et 40 mm boreleje med en 15 mm bred inderring presset på en massiv stålaksel.

Hver yderligere 5 mikron interferens tilføjer ca. 3,6 kN samlingskraft, hvilket er den slags lige linjeforhold, du kan holde i dit hoved på bænken. Lineariteten er nyttig, fordi den giver dig mulighed for at dimensionere en presse fra diagrammet uden at køre en fuld kontaktstressberegning, og den forklarer også, hvorfor tolerancestack-ups bider hårdest under montering. Et sæde designet omkring 15 mikron kan kræve dobbelt den forventede kraft, hvis akslen og ringen begge lander i den stramme ende af deres bånd. Kraft er også et kvalitetssignal, der er værd at registrere: Hvis et leje, der skulle have brug for 12 kN, glider på med hånden, er sædet underdimensioneret, og hvis det har brug for langt mere end skønnet, er sædet overdimensioneret, tilspidset eller beskadiget. Den fulde installationssekvens for dobbeltrækkede vinkelkontaktlejer er værd at læse før nogen af disse numre påføres, fordi kraften altid skal gå gennem ringen, der monteres, aldrig gennem kuglerne.

Dobbeltrækkede kuglelejer Dobbeltrækkede kuglelejer Se produkt →

Sammenligning af js6, k6 og m6 Side by Side

Interferens alene rangerer ikke en pasform. En klasse, der ser stram ud i mikron, kan stadig være let at samle, hvis sædet er kort, og ringen er lille, og en klasse, der ser moderat ud, kan være akavet, hvis huset er tyndvægget. Radardiagrammet nedenfor giver tre almindelige skaftklasser i forhold til fem praktiske kriterier.

js6 er nem at samle og nem at fjerne, men den giver den mindste modstand mod krybning, så den hører hjemme på lette, stabile, i det væsentlige ikke-roterende belastninger, hvor en lokaliseringsskulder allerede forhindrer aksial bevægelse. k6 er den generelle løsning til normale radiale belastninger på en roterende inderring, og den tillader stadig adskillelse med en standard aftrækker. m6 bytter monteringskomfort for et fastere greb, hvilket er, hvad en tung eller stødbelastning, et tyndvægget hus eller et aluminiumssæde faktisk har brug for. Ingen af ​​de tre vinder på hver akse, og det er meningen med at sammenligne dem på denne måde i stedet for at læse et enkelt interferenstal. Hvis vibrationer og kryb dominerer fejlhistorien på din maskine, skal du acceptere den strammere samling og planlægge en ordentlig presse med en kontrolleret kraftmåler. Hvis serviceadgang er den reelle begrænsning, skal du acceptere den løsere klasse og tilføje en aksial lokaliseringsfunktion, så ringen ikke kan gå.

En praktisk tjekliste, før du begår en pasform

1. Bestem hvilken ring der roterer i forhold til belastningsretningen. Den ring får interferenspasningen, og den anden får en overgangs- eller clearancepasning.
2. Konverter lejeboringsklassen til et afvigelsesbånd. Normal klasse boringer er aldrig oversize, så båndet løber altid fra nul og nedad.
3. Kontroller interferensen ved driftstemperatur, ikke ved stuetemperatur, især med aluminium- eller magnesiumhuse.
4. Beregn pressekraften fra skemaet og sammenlign den med pressekapaciteten og den monteringskraft, som ringen sikkert kan tage.
5. Bekræft, at den spillerum, der forbruges af interferensen, ikke spiser mere end ca. halvdelen af ​​den indre frigang i lejet.
6. Bekræft, at din bearbejdningsproces faktisk kan holde den tolerance, du har angivet. Intet diagram overlever en drejebænk, der ikke kan holde 10 mikron.

Intet af dette erstatter standarden. Et diagram er en genvej gennem ISO-tabellerne, og disse tabeller skifter mellem udgaver. Det, som diagrammet giver dig, er en hurtig måde at kontrollere et design på, før det når butiksgulvet: interferensområde først, termisk tab for det andet, trykkraft tredje, krybemodstand sidst. Kl Ningbo Wanshun leje , vi bygger dybe not- og dobbeltrækkede vinkelkontaktlejer i 10 til 120 mm boringsområdet, og vi vil meget hellere svare på et pasformspørgsmål, før pressen tændes, end efter et akselsæde er blevet skrottet.