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GGB - Innovating Tribological Solutions

Diseño a presión para la instalación

Un ajuste a presión de interferencia es el método preferido de instalación para los cojinetes de casquillo debido a su simplicidad y efectividad.

A continuación puede encontrar un método de cálculo para la fuerza de ajuste a presión junto con un método para estimar el ID del cojinete instalado.

Consideraciones sobre el ajuste del diseño a presión de los cojinetes
Las herramientas necesarias incluirán:
  • Prensa de husillo para aplicar la fuerza requerida

  • Mandril de instalación para guiar el cojinete de casquillo en su carcasa

  • Fijación, cuando sea necesario, para apoyar y alinear el agujero de la carcasa con el cojinete de casquillo

  • Controles para  la velocidad y dirección del mandril de instalación

Diseñar los cálculos para determinar la fuerza de instalación necesaria en base a:
  • Dimensiones del cojinete y de la carcasa
    • Cojinete: Diámetro del anillo Go/NoGo, ID nominal, ancho
    • Carcasas: ID del agujero min/max, OD nominal, ancho

  • Propiedades de los materiales de los cojinetes y sus carcasas

    • Módulos de elasticidad, E, para los materiales de los cojinetes y las cajas

    • Coeficiente de Poisson, U, para los materiales del cojinete de la manga y del alojamiento

  • Coeficiente de fricción en la interfaz del cojinete/alojamiento.

Fuerza determinante para presionar un cojinete de casquillo en su alojamiento
  • Primero, calcular la presión de interferencia de la superficie de contacto, p 

Pressure interference fit formula

Donde:

δ = Ajuste de interferencia diametral

d = Diámetro nominal de la superficie de contacto en la interfaz del diámetro exterior del casquillo/agujero de la carcasa

do = OD de la carcasa

di = ID del cojinete

Eo y Ei = Módulos de elasticidad para la carcasa y el cojinete de casquillo respectivamente

υo y υi = Coeficiente de Poisson para la carcasa y el cojinete de casquillo respectivamente

  • A continuación, calcula la fuerza de fricción, F

F = p × A × μ

Donde:

p = presión de interferencia de la superficie de contacto calculada

A = superficie de contacto de la interfaz del cojinete/carcasa

μ = coeficiente de fricción de la interfaz del cojinete/carcasa.

Para los cojinetes de metal-polímero de GGB, hay que compensar la estructura interna de bronce y las capas de polímero en el cálculo de la presión de interferencia, el ajuste del ID debe hacerse:

  • Para los cojinetes de metal-polímero basados en PTFE, el ID del cojinete, di = dnom + 0.6 mm, donde dnom = el ID del cojinete nominal
  • Para los cojinetes de metal-polímero termoplastificados, el ID del cojinete, di = dnom + 1.2 mm, donde dnom = el ID del cojinete nominal
  • Para los cojinetes de metal-polímero de GGB, el diámetro exterior de los cojinetes puede ser definido por los medidores de anillo GO/NOGO especificados

El valor calculado de la fuerza de fricción máxima se utiliza para calcular la capacidad de la presión del husillo en la instalación del cojinete de casquillo. La fuerza de fricción máxima se basa en el ajuste de interferencia máxima, δmax = diámetro máximo exterior del cojinete - diámetro interior mínimo del alojamiento.

 
Calcular el ID del cojinete instalado

Otra razón para calcular la presión de interferencia de la superficie de contacto, p, es estimar la expansión elástica de la carcasa debido a la interferencia de ajuste con el cojinete de casquillo y, por consiguiente, estimar el ID del cojinete instalado. Este enfoque es especialmente útil cuando la carcasa tiene una sección transversal bastante delgada y/o tiene un módulo de elasticidad bajo en relación con el material del cojinete n(por ejemplo, un cojinete de casquillo metálico presionado en una carcasa de plástico)

estimate the elastic expansion of the housing due to the interference fit with the sleeve bearing and consequently estimating the installed bearing ID

Donde:

Δd = Expansión elástica estimada del agujero de la carcasa

p = Presión calculada de la superficie de contacto, calcular ambas pmax y pmin

d = Diámetro nominal de la superficie de contacto en la interfaz del diámetro exterior del casquillo/ agujero de la carcasa

Eo = Módulo de elasticidad de la carcasa

do = OD de la carcasa

El enfoque simplificado que se encuentra arriba proporcionará una estimación de la expansión elástica de la carcasa a partir de la cual se puede calcular el ID mínimo/máximo instalado. Sin embargo, este enfoque no pretende sustituir el Análisis de Elementos Finitos u otros programas de diseño avanzado.

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