Come si calcola la forza di calettamento idealizzata?

Per il modello elastico indicato di albero pieno/anello spesso dello stesso materiale, la pressione di interfaccia si ottiene dalla cedevolezza di Lamé e la forza di scorrimento è F = p × π × d × L × μ. Il diametro esterno dell'anello calettato deve descrivere quell'anello stesso, non il diametro esterno complessivo di un cuscinetto volvente assemblato.

Quale coefficiente di attrito devo usare?

Utilizzare un coefficiente convalidato per la coppia di materiali, la finitura superficiale, il lubrificante, la velocità e la pressione di contatto effettivi. La forza calcolata è direttamente proporzionale a μ, quindi un'etichetta generica lubrificato o a secco non è sufficiente per il dimensionamento della pressa.

Cosa significa il risultato termico?

Lo strumento riporta solo l'aumento di temperatura teorico δ/(αd) che espande il foro dell'interferenza diametrale indicata. Non include alcun margine per il gioco di montaggio o per le perdite termiche. Seguire il metodo di montaggio e i limiti di temperatura del produttore del componente o del cuscinetto.

Questa stima è sufficiente da sola per dimensionare una pressa?

No. Il modello presuppone un contatto elastico uniforme e un attrito di scorrimento costante e omette la geometria di ingresso, il distacco statico, il disallineamento, la rugosità, la plasticità e gli effetti di bordo. La selezione della pressa richiede un margine ingegneristico supportato dalla documentazione effettiva del processo e dell'attrezzatura.

La pressatura può danneggiare il cuscinetto?

Sì, se la forza viene applicata attraverso l'anello sbagliato. Quando si preme su un albero, applicare la forza SOLO all'anello interno. Quando si preme in un alloggiamento, applicare la forza SOLO all'anello esterno. Non trasmettere mai la forza attraverso corpi volventi.

Strumento di ingegneria gratuito #058

Calcolatore della forza di pressatura dei cuscinetti

Stimare la forza di scorrimento assiale per un albero pieno idealizzato e un anello montato a interferenza, entrambi dello stesso materiale. Questa è una stima basata sul modello di Lamé, non un valore della forza di montaggio fornito dal produttore del cuscinetto.

Equazioni di LaméForza di assemblaggioPressatura a freddo

Foro nominale d (mm)

Interferenza diametrale δ (mm, ad esempio 0,018)

Lunghezza del contatto (mm, larghezza del cuscinetto)

Diametro esterno D dell'anello montato_r (mm, limite del materiale dell'anello; non il diametro esterno del cuscinetto)

Attrito di scorrimento μ (validato per l'interfaccia effettiva)

Modulo di Young E (GPa; stesso materiale per albero e anello)

Dilatazione termica α (μm/(m·K), ad es. 11.7)

Preimpostazioni rapide

Limite del modello: valido solo per un accoppiamento elastico uniforme a interferenza tra un albero pieno e un anello concentrico a parete spessa dello stesso materiale isotropo, secondo il modello di Lamé semplificato a estremità aperte. Anelli reali di cuscinetti volventi, alberi cavi, materiali dissimili, contatti corti e geometrie non uniformi richiedono un calcolo del produttore o un'analisi FEA.

Risultati

Forza di pressatura

—

Pressione di interfaccia p

—

Forza equivalente in tonnellate

—

Aumento minimo teorico della temperatura

—

Pressione di interfaccia (Lamé)

Forza di pressatura

μ — coefficiente di attrito radente validato per l'interfaccia effettiva
δ — interferenza diametrale (diametro esterno dell'albero − alesaggio dell'anello)
D — diametro nominale dell'interfaccia
D_r — effettivo limite esterno del materiale dell'anello spesso montato, non il diametro esterno complessivo del cuscinetto
E — modulo di Young condiviso da albero e anello in questa equazione per caso speciale

Alternativa al montaggio a caldo

ℹ️ Il risultato termico è solo ΔT_min = δ/(αd), l'aumento uniforme di temperatura che espande l'alesaggio esattamente dell'interferenza. Fornisce gioco di montaggio nullo e trascura la perdita di calore verso l'albero. Aggiungere un margine di gioco progettato e seguire il metodo di riscaldamento e il limite di temperatura consentiti dal produttore del componente.

Esempio pratico

Esempio svolto — geometria idealizzata dell'anello, δ = 0.018 mm

k = 50/80 = 0,625

p = 210000 × 0.018 / (2 × 50) × (1 − 0.625²) = 23.03 MPa

F = 23.03 × π × 50 × 18 × 0.10 / 1000 = 6.51 kN (0.66 tf)

⚠️ Critico: Quando si preme un cuscinetto su un albero, applicare la forza SOLO sull'anello interno. Non trasmettere mai la forza attraverso i corpi volventi: ciò causerebbe danni da brinellatura.

Per il modello elastico indicato di albero pieno/anello spesso dello stesso materiale, la pressione di interfaccia deriva dalla cedevolezza di Lamé e F = p × π × d × L × μ.

D_r deve essere il contorno esterno del materiale del solo anello calettato, non il diametro esterno di un cuscinetto volvente assemblato.

Utilizzare un valore convalidato per l'effettiva coppia di materiali, la finitura superficiale, il lubrificante, la velocità e la pressione. La forza è direttamente proporzionale a μ, pertanto etichette generiche "oliato/a secco" sono insufficienti per il dimensionamento della pressa.

È semplicemente δ/(αd): l'incremento uniforme di temperatura che dilata il foro esattamente del valore dell'interferenza. Non include alcun gioco di montaggio né alcun margine per le dispersioni termiche. Rispettare i limiti del costruttore.

No. La geometria d'imbocco, l'attrito di primo distacco, il disallineamento, la rugosità, la plasticizzazione e gli effetti di bordo sono omessi. Applicare un margine di processo ingegneristico supportato da dati reali.

Sì — applicare la forza di montaggio esclusivamente all'anello con accoppiamento con interferenza. Non trasmettere la forza di montaggio attraverso i corpi volventi; attenersi alle istruzioni di montaggio del costruttore del cuscinetto.

Le procedure descritte in questa pagina sono state sviluppate e collaudate sul campo dal team Vibromera utilizzando il Balanset-1A, un bilanciatore portatile a due canali e analizzatore di vibrazioni per l'equilibratura dei rotori in loco.