Paso 14: Las partes rotativas: ejes y cojinetes en vivo
Cómo diseñar rodamientos y soportes para Realsies
Los rodamientos son una parte crítica para la función de la máquina correcta que hay un amplio campo de la ingeniería dedicada a ellos. Es útil para leer fundamentos capítulo 10 (todo sobre rodamientos), específicamente desde página 12 hacia abajo. Además, una dosis del principio de Saint Venant en el capítulo 3 es esencial, especialmente lo relativo a montaje de los rodamientos (de página 12 y 19). SVP es básicamente el principio detrás de "si haces algo no compatible para la mayoría de su longitud, se dobla".
La comida para llevar de esa lectura es algo como lo siguiente:
Espaciar sus rodamientos para mejor soporte, pero no demasiado lejos hacia fuera.
El nombre de uno teniendo un eje de apoyo es una palanca y el fulcro. Es probable que romper las bolas derecho fuera de su rodamiento o al menos moler encima de las razas muy rápidamente. Incluso el pesado de hierro fundido bloque de almohadilla rodamientos que se encuentran en catálogos industriales son a menudo un rodamiento, diseñado para ser usado en pares separados cierta distancia aparte o en ambos lados de una carga (admite doble!).
Muchas cosas que parecen ser un rodamiento en el exterior (como el eje de salida del motorreductor) es realmente dos hábilmente escondido al lado del otro, y esto engaña a muchos nuevos constructores. Si es un cojinete, entonces será muy largo para actuar como dos espacian unos: ver imagen 7 para un ejemplo!
Es importante no ir por la borda con esto, por supuesto. Si los dos rodamientos se colocan muy espaciados (generalmente mayor de 5 diámetros de eje, sin duda por 10), entonces el eje en el medio tenderá a doblarse cuando se aplica una carga, desgarrador otra vez en tus carreras teniendo.
Cojinetes se unirán con el más leve de desalineamientos
Hasta ahora hemos hablado exclusivamente sobre cojinetes del balanceo-elemento, pero un componente importante de muchos sistemas mecánicos es todavía sólidos rodamientos (algunas veces llamados bujes). Generalmente hecho de plástico de bronce o de baja fricción, son clásicos de la industria, unas bien hechas y lubricado lindando con ser cojinetes hidrodinámicos.
El lado negativo es que se atan con tolerancias muy pequeñas de desalineación. Incluso con la lubricación, un marco ligeramente flexible puede severa carga desigual de fuerzas en el cojinete y apriete la lubricación hacia fuera. Por lo tanto, para utilizar un cojinete llano, adhiriéndose a las reglas de la rigidez estructural y la observación de SVP son aún más crítica.
Casquillos de plástico han sido mucho peores cuando se trata de unión de bujes de bronce/hierro, en mi propia experiencia. Esto es probablemente debido a la plástica siendo fácilmente deformable, convirtiendo un desalineamiento leve en un enorme parche de contacto cargados de fricción. Como se muestra en el paso 12, una forma de superar este problema es hacer el plástico teniendo superficie enorme, como un eje completo de diámetro de ancho y espacio de cerca. Plásticos más rígidos como el Delrin y PEEK también se desempeñan mejor que un buje de material como nylon de plástico más suave.
Una opción para mitigar parcialmente este problema es utilizando bujes con respaldo de goma que se rótula a un grado muy pequeño, literalmente: típicamente 3-5 grados es lo máximo. Sin embargo, son mucho más caros que un típico sin montar buje de bronce: $3-4 cada vs $1.
Elemento de rodamientos pueden soportar desalineaciones, pero requieren mayor precisión para el uso de todos modos
Lo que esta realmente media rueda elemento rodamientos fallan con más gracia si desalineada. Debido a la fricción del balanceo es generalmente un orden de magnitud menos de resbalar la fricción, un rodamiento de bolas puede ser accidentalmente desalineada, poner bajo estrés inmenso y todavía rodillo y dar la ilusión de funcionalidad. Esto puede ser suficiente para la mayoría de las aplicaciones, pero la vida será extremadamente limitado.
Desmontar los rodamientos de bolas son difíciles de utilizar debido a sus requisitos de instalación de precisión. Generalmente, el cojinete se encajan en un agujero de montaje. Problema es que la precisión de este agujero debe estar a menudo dentro de 0,001"(0.025 mm). Demasiado flojo y el rodamiento no es retenido, pero demasiado apretado y que puede comprimir las razas y ocasionar el cojinete a degenerar en el caso un poco menos útil de un pedazo sólido de acero. Por ejemplo, suelen usar un cabezal (video ejemplo) hacer un agujero de precisión a los +-0.0005 rango para prensa del cojinete se adapta.
Miniaturas rodamientos montados son también difíciles de encontrar, como la mayoría de los productos es trozos grandes de fundición de hierro para la industria. Es posible incrustar rodamientos en piezas cortadas por láser o waterjet-corte, aunque debe prestarse atención a las tolerancias del proceso (ver paso 6) y un "calibre de ajuste" se debe hacer para determinar qué ajuste es adecuado. Con esto, sin embargo, puede hacer sus propio bridas rodamiento personalizado utilizando cualquier rodamiento de tamaño.
Por ejemplo, Chibikart cuenta con muy pocos ajustes de rodamiento o buje prensa, uno de los cuales utiliza con bridas 1/2" diámetro rodamientos para apoyar a los cabecillas de la dirección (imágenes 10 y 11)
Rodamientos con bridas son fáciles de instalar
Algunos cojinetes y casquillos vienen con rebordes o anillos de retención en sus pistas exteriores que hace fácil presionar directamente en un agujero (convenientemente tamaño) a una profundidad conocida. Si se utilizan rodamientos con bridas cara a cara puede apoyar (empuje axial, las fuerzas en la dirección del eje) cargas más confiablemente que simplemente presionados en sus alojamientos de cojinetes.
En pulgadas, rodamientos con bridas comunes se denota "FRx" donde x es un número que es el agujero del rodamiento en múltiplo de 1/16". Así, un cojinete de la FR8 es que una brida 1/2" diámetro de rodamiento. McMaster y VXB son dos lugares que tienen un montón de los rodamientos con bridas (y bujes)
Espera... ¿Qué es un rodamiento?
Si quieres hacer alguna lectura más acerca de cuáles son las clases de cojinetes hay en el mundo, o por qué su rodamiento tiene una serie de cartas después de él (p. ej. 6803-2RS) un buen lugar para buscar es notas sobre cojinetes de bolas, otra excelente recopilación de conocimientos de ingeniería de Gizmología net.
