راهنمای تعیین حد تداخل حداکثری برای اتصال بلبرینگ غلتشی روی شفت و در مسکن

تداخل بیش‌ازحد میان یک بلبرینگ غلتکی و شفت یا پوسته آن می‌تواند باعث ایجاد ترک یا حتی شکستن رینگ داخلی یا خارجی شود. بنابراین، تلرانس تداخلی حدی باید در هنگام مونتاژ بررسی شود.

I. استحکام کششی فولاد GCr15

استحکام کششی GCr15 در استاندارد ملی، استاندارد صنعتی یا تک‌نگاشت تخصصی مشخص نشده است. مقدار زیر، که از منابع مختلف گردآوری شده است، تنها برای مرجع ارائه می‌شود:

1.1 استحکام کششی فولاد GCr15

نکته مهمی که باید در مورد استحکام کششی فولاد GCr15 در نظر گرفت این است که مقدار آن به‌شدت به شرایط عملیات حرارتی بستگی دارد. بنابراین، هنگام مراجعه به استانداردها، تفکیک میان «حالت آنیل‌شده (به‌صورت عرضه‌شده)» و «حالت کوئنچ و تمپر (حالت نهایی در حین کار)» ضروری است.

• حالت آنیل‌شده (به‌صورت عرضه‌شده): بر اساس استانداردهای ملی، استحکام کششی GCr15 در حالت آنیل‌شده معمولاً ≥ 861 MPa است. در این حالت، ماده سختی کمتری دارد و عمدتاً برای ماشین‌کاری و شکل‌دهی سرد بعدی در نظر گرفته شده است.

• حالت کوئنچ و تمپر (حالت نهایی در حین کار): پس از عملیات حرارتی (معمولاً کوئنچ در روغن از حدود 840 °C و سپس تمپر در دمای پایین در حدود 160 °C)، استحکام کششی GCr15 به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد و مقادیر معمول آن در محدوده 1800–2200 MPa است. این مقدار نشان‌دهنده سطح استحکام واقعی اجزای بلبرینگ در حین کار است.

1.2 استحکام کششی فولاد GCr15 (از منبع آنلاین)

1.3 استحکام کششی فولاد GCr15 (از Design Calculation of Ball Bearing اثر Junzo Okamoto)

استحکام کششی فولاد بلبرینگ کوئنچ‌شده تقریباً 1600–2000 MPa است. می‌توان گفت که timax فوق در محدوده مجاز قرار دارد. با این حال، برای ایمنی، عموماً توصیه می‌شود که حداکثر تنش محیطی از 130 MPa تجاوز نکند. اگر این مقدار به‌عنوان معیار پذیرفته شود، آنگاه تلرانس تداخلی حدی میان بلبرینگ و رینگ داخلی عبارت است از: 80% از *d*/1000 به‌عنوان حد بالای ایمن.

II. تنش‌های موجود در رینگ ناشی از تلرانس تداخلی با شفت یا پوسته

2.1 تلرانس تداخلی رینگ داخلی–شفت

هنگامی که رینگ داخلی با تلرانس تداخلی نصب می‌شود، تنش‌های داخلی ایجاد می‌شوند، یعنی تنش شعاعی σr و تنش محیطی σt.

2.1.1 تنش شعاعی σr در رینگ داخلی

حداکثر تنش شعاعی در رینگ داخلی روی سطح سوراخ ظاهر می‌شود و به‌صورت تنش فشاری است.

2.1.2 تنش محیطی σr در رینگ داخلی

حداکثر تنش محیطی در رینگ داخلی روی سطح سوراخ ظاهر می‌شود و به‌صورت تنش کششی است.

تنش محیطی در رینگ داخلی بزرگ‌تر از تنش شعاعی است.

2.2 تلرانس تداخلی رینگ خارجی–پوسته

هنگامی که رینگ خارجی با تلرانس تداخلی نصب می‌شود، تنش‌های داخلی ایجاد می‌شوند، یعنی تنش شعاعی σr و تنش محیطی σr.

2.2.1 تنش شعاعی σr در رینگ خارجی

حداکثر تنش شعاعی در رینگ خارجی روی سطح قطر خارجی ظاهر می‌شود و به‌صورت تنش فشاری است.

۲.۲.۲ تنش محیطی σr در حلقه بیرونی

حداکثر تنش محیطی در حلقه بیرونی روی سطح قطر بیرونی رخ می‌دهد و به‌صورت تنش فشاری ظاهر می‌شود.

تنش محیطی در حلقه بیرونی بیشتر از تنش شعاعی است.

III. مثال

مثال: بلبرینگ 6206، De = 56.038 mm، di = 36.975 mm، d = 30 mm، D = 62 mm، μ = 0.3، E = 206,900 MPa. شفت توپر است و قطر بیرونی پوسته 80 mm است. هر دو ماده شفت و پوسته فولاد هستند.

۱. فرض کنید تداخل بین حلقه داخلی و شفت 0.030 mm است.

تنش فشاری شعاعی حلقه داخلی: 35 MPa؛

تنش کششی محیطی: 171 MPa (بیشتر از 130 MPa؛ توصیه می‌شود تداخل کاهش یابد).

۲. فرض کنید تداخل بین حلقه داخلی و شفت 0.022 mm است.

تنش فشاری شعاعی حلقه داخلی: 25.9 MPa؛

تنش کششی محیطی حلقه داخلی: 125.8 MPa

۳. فرض کنید تداخل بین حلقه بیرونی و پوسته 0.062 mm است.

تنش فشاری شعاعی حلقه بیرونی: 14.8 MPa؛

تنش فشاری محیطی حلقه بیرونی: 162 MPa (بیشتر از 130 MPa؛ توصیه می‌شود تداخل کاهش یابد).

۴. فرض کنید تداخل بین حلقه بیرونی و پوسته 0.048 mm است.

تنش فشاری شعاعی حلقه بیرونی: 11 MPa؛

تنش فشاری محیطی حلقه بیرونی: 125 MPa.

آخرین:وضعیت فعلی فناوری‌های چین و بین‌المللی برای بلبرینگ‌های موتور محرک خودروهای انرژی نو بعدی:بلبرینگ شیار عمیق سفارشی با اندازه متوسط چگونه کار می‌کند؟