מדוע משחק רדיאלי וסובלנות אינם זהים

יש איזשהו בלבול סביב הקשר בין דיוק המסב, סובלנות הייצור שלו לבין רמת המרווח הפנימי או ה'משחק 'בין מסלולי המירוץ לכדורים. כאן וו שיזהנג, מנכ"ל JITO Bearings, מומחה מיסבים קטנים ומיניאטוריים, שופך אור על הסיבה לכך שמיתוס זה נמשך ועל מה צריך להיזהר מהנדסים.

במהלך מלחמת העולם השנייה, במפעל תחמושת בסקוטלנד, אדם מעט מוכר בשם סטנלי פרקר פיתח את הרעיון של עמדה אמיתית, או את מה שאנחנו מכירים כיום מימד גיאומטרי וסובלנות (GD&T). פרקר הבחין שלמרות שחלק מהחלקים הפונקציונליים המיוצרים עבור טורפדו נדחו לאחר הבדיקה, הם עדיין נשלחו לייצור.

לאחר בדיקה מדוקדקת יותר, הוא מצא שאשמת מדידת הסובלנות. סובלנות הקואורדינטות המסורתית של XY יצרו אזור סובלנות מרובע, אשר כלל את החלק למרות שתפס נקודה במרחב העגול המעוקל בין פינות הכיכר. בהמשך פרסם את ממצאיו כיצד לקבוע את המיקום האמיתי בספר שכותרתו ציורים ומידות.

* אישור פנימי
כיום, הבנה זו עוזרת לנו לפתח מיסבים המציגים רמה כלשהי של משחק או רפיון, הידוע גם בשם פינוי פנימי או ליתר דיוק, משחק רדיאלי וצירי. משחק רדיאלי הוא המרווח הנמדד בניצב לציר המסב והמשחק הצירי הוא המרווח הנמדד במקביל לציר המסב.

משחק זה תוכנן לתוך המסב מלכתחילה על מנת לאפשר למסב לתמוך בעומסים במגוון תנאים, תוך התחשבות בגורמים כגון הרחבת הטמפרטורה וכיצד ההתאמה בין הטבעות הפנימיות והחיצוניות תשפיע על חיי הנושא.

באופן ספציפי, פינוי יכול להשפיע על רעש, רטט, מתח חום, סטיה, חלוקת עומס וחיי עייפות. משחק רדיאלי גבוה יותר רצוי במצבים בהם הטבעת או הפיר הפנימי צפויים להתחמם ולהתרחב במהלך השימוש בהשוואה לטבעת או לבית החיצוני. במצב זה המשחק במשחק יצטמצם. לעומת זאת, המשחק יגדל אם הטבעת החיצונית תתרחב יותר מהטבעת הפנימית.

משחק צירי גבוה יותר רצוי במערכות בהן יש חוסר התאמה בין הפיר לבית, שכן כיוון לא נכון יכול לגרום למסב עם מרווח פנימי קטן להיכשל במהירות. מרווח גדול יותר יכול גם לאפשר לנושא להתמודד עם עומסי דחף מעט גבוהים יותר מכיוון שהוא מציג זווית מגע גבוהה יותר.

* אביזרים
חשוב שהמהנדסים ימצאו את האיזון הנכון של פינוי פנימי במיסב. מיסב הדוק מדי עם משחק לא מספיק ייצור עודף חום וחיכוך, מה שיגרום לכדורים להחליק במירוץ ולהאיץ את השחיקה. כמו כן, יותר מדי פינוי יגביר את הרעש והרטט ויפחית את דיוק הסיבוב.

ניתן לשלוט על פינוי באמצעות התאמות שונות. התאמות הנדסיות מתייחסות לרווח בין שני חלקי הזדווגות. זה מתואר בדרך כלל כציר בחור ומייצג את מידת ההידוק או הרפיון בין הפיר לטבעת הפנימית ובין הטבעת החיצונית לבית. זה בדרך כלל מתבטא בכושר רופף, באישור או בהתאמה הדוקה והפרעה.

התאמה הדוקה בין הטבעת הפנימית לפיר חשובה בכדי לשמור על מקומה ולמנוע זחילה או החלקה לא רצויים, העלולים ליצור חום ורעידות ולגרום להתדרדרות.

עם זאת, התאמת הפרעה תפחית את המרווח בכדורי הכדור כשהוא מרחיב את הטבעת הפנימית. התאמה הדוקה דומה בין הבית לטבעת החיצונית במסב עם משחק רדיאלי נמוך תדחיס את הטבעת החיצונית ותפחית את המרווח עוד יותר. זה יביא למרווח פנימי שלילי - ובכך להפוך את הציר לגדול מהחור - ולהוביל לחיכוך מוגזם ולכשל מוקדם.

המטרה היא לאפס משחק תפעולי כאשר המסב פועל בתנאים רגילים. עם זאת, המשחק הרדיאלי הראשוני הנדרש בכדי להשיג זאת יכול לגרום לבעיות בכדורים מחליקים או מחליקים, מה שמפחית את הנוקשות ודיוק הסיבוב. ניתן להסיר את המשחק הרדיאלי הראשוני באמצעות טעינה מקדימה. טעינה מראש היא אמצעי להעמסת עומס צירי קבוע על מיסב, לאחר התקנתו, באמצעות מכונות כביסה או קפיצים המותאמים על הטבעת הפנימית או החיצונית.

מהנדסים חייבים גם לשקול את העובדה שקל יותר להפחית את המרווח במסב דק-חתך מכיוון שהטבעות דקות יותר וקלות יותר לעיוות. כיצרנית מיסבים קטנים ומיניאטוריים, JITO Bearings מייעצת ללקוחותיה שיש לנקוט בזהירות רבה יותר בהתאמות פיר-לבית. עיגול פיר ודיור חשוב יותר גם עם מיסבים מסוג דק מכיוון שפיר לא עגול יעוות את הטבעות הדקות ויגביר את הרעש, הרטט והמומנט.

* סובלנות
אי ההבנה לגבי תפקיד המשחק הרדיאלי והצירי הובילה רבים לבלבל את הקשר בין משחק לדיוק, ובמיוחד את הדיוק הנובע מסובלנות ייצור טובות יותר.

יש אנשים שחושבים שנושא ברמת דיוק גבוהה לא צריך להיות כמעט משחק וכי עליו להסתובב בדיוק רב. בעיניהם, משחק רדיאלי רופף מרגיש פחות מדויק ונותן רושם של איכות נמוכה, למרות שזה עשוי להיות נושא דיוק גבוה שתוכנן במכוון עם משחק רופף. לדוגמה, שאלנו כמה מהלקוחות שלנו בעבר מדוע הם רוצים נושא עם דיוק גבוה יותר והם אמרו לנו שהם רוצים, "להפחית את המשחק".

עם זאת, נכון שסובלנות משפרת את הדיוק. זמן לא רב לאחר הופעת הייצור ההמוני, הבין המהנדסים כי זה לא מעשי ולא כלכלי, אם בכלל ניתן בכלל לייצר שני מוצרים זהים לחלוטין. גם כאשר כל משתני הייצור נשמרים זהים, תמיד יהיו הבדלים זעירים בין יחידה אחת לאחרת.

כיום זה בא לייצג סובלנות מותרת או מקובלת. שיעורי סובלנות עבור מיסבי כדור, המכונים דירוגי ISO (מטרי) או ABEC (אינץ '), מווסתים את סטיית המדידות והכיסוי המותרים, כולל גודל הטבעת הפנימי והחיצוני ועגלות הטבעות והמסלולים. ככל שהמעמד גבוה יותר והסובלנות הדוקה יותר, המסב יהיה מדויק יותר לאחר הרכבתו.

על ידי מציאת האיזון הנכון בין התאמה למשחק רדיאלי וצירי במהלך השימוש, מהנדסים יכולים להשיג את המרווח התפעולי האידיאלי ולהבטיח רעש נמוך וסיבוב מדויק. בכך אנו יכולים לנקות את הבלבול בין דיוק למשחק, ובאותה דרך שסטנלי פרקר חולל מהפכה במדידה התעשייתית, לשנות באופן מהותי את האופן בו אנו מסתכלים על המסבים.


זמן פרסום: מרץ 04-2021