Bridgeportin kulmapään laakeri

[Tapani Honkanen]

Minulla on tuommoinen Bridgeport-jyrsimen  pikku pystypää 8R istukkakartiolla. Kyljessä luki tussilla piirrettynä, ihan susi. Siksi sen sainkin perin halvalla. Joutilaana rupesin sitä purkamaan. Olihan karan alalaakeri rahiseva, kulunut lian jouduttua laakerin sisään. Mitoiltaan 40mm/68mmx15mm oleva viistokuulalaakeri molemmin puolin suojattu. Merkinnät vain sellaisia, joista googlelle ei saanut kiinni. Merkinnät suojalevyssä RHP 8316 W10 ja toisella puolella samat, paitsi W14.
Kyseessä on karalaakeri, tarkuusluokkana  ehkä  p5, Onko jollakin tietoa tuosta laakerista. Mistähän semmoista rupeaisi kyselemään?

[Juha Hietamäki]

Olisko sellanen kuin 7008.


http://www.skf.com/group/products/bearings-units-housings/super-precision-bearings/angular_contact_ball_bearings/acbb-skf-high-and-super-precision/index.html?prodid=1270010008&imperial=false

[Tapani Honkanen]

Kiitos. Löysin kyllä INA FAG luettelosta B7008-E-T-P4S laakerin mutta ilman tiivistimiä. High-speed karalaakereissa olisi tiivisteet mutta sen kantavuusluku on kovin pieni. Ilman tiivistettä ongelmana on ylempänä oleva kartiovälitys, mistä rasvaa valuu laakeriin ja alhaalla suojaus/tiivistys on vähän avuton. Luulisin, että varaosana koneen myyjäliikkeessä hinta on julmettu.
En minä tuota kulmapäätä todennäköisesti tarvitse tuossa Bridgeportissani mutta olisihan se komea nysä kaiken muun lisäksi siinä. Toisaalta siitä voisi rakentaa pikkuisen työstökoneen, missä TaMu:lla käytetty käyttömoottori olisi suoraan (kytkimellä) kytketty tuon kulmapään käyttöakselille. Kun tuossa kulmapäässä on kohtuullisen pitkä noin 100 mm poraus, millä se kiinnitetään tuon jyrsinkoneen pinoliin, niin siitä kiinni. Silloin kulmäpäätä voisi kiertää pystyasennosta +- 90. Pikkuisen CNC-koneenhan tuosta voisi rakentaa. Pitäisköhän ruveta katselemaan perusteita.

[JuKa]

Moi Tapani!

Voin lunastaa tuon pään sinulta, niin saat käyttää aikaa isomman koneen rakentamiseen... :)
Minulla on pieni pystykara ja olen aina halunnut siihen kumapään.

Jussi

[Tapani Honkanen]

Katsotaan nyt kunhan saan koneen kuntoon. Vastoin ennakoluulojani, laakeri osoittautui rakenteeltaan urakuulalaakeriksi. Olisi heti pitänyt poistaa tiiviste ja kurkata sisään, ettei horisisi mitä sattuu. Vielä kun en löytänyt tiivistettyjä viistokuulalaakereita noilla mitoilla, paitsi keraamikuulilla.  Kun tuon kulmapään ominaisuuksista puuttuu poraustoiminto ja muutenkin sen lastuamiskapasiteetti on vähäinen sen lisälaiterakenteesta johtuen, voidaan tietysti rakentaa laakerointi ilman viistokuulalaakereitakin.
Nythän se helpotti kovasti tuon laakerin etsintä. Kun tarkkuusluokka lienee P4 tai P5, niin laakerin välysluokkaa ei taida saada C3:sena. Se vaan antaisi aksiaalista kantokykyä hieman lisää kun radiaalivälys ulosmitataan aksiaalivälyksenä ja samalla aksiaalinen laakerin jousto vähenisi oleellisesti. Siis laakerin aksiaalinen jousivakio suurenee eli jäykkyys kasvaa.
Toisaalta, jos pyörimisnopeudelle ei aseteta kohtuuttomia vaatimuksia eikä koneistustarkkudetkaan ylitä vanhan sohlokoneen ominaisuuksia, voitaneen käyttää vaikkapa tarkkuusluokkaa P6 /C3ja kiristää se sopivalle esikiristykselle. Nyt laakerin hankintaan!

[viilari]

Hydromarket/Kerava on mainio laakerinhankintapaikka.Ovat sitten muuttaneet uusiin tiloihin suunnilleen honkkaria vastapäätä,Peilisalin takana.

[Tapani Honkanen]

Kävinpä katsomassa tarjontaa. Komeat tilat. Vakiona ei tietenkään ollut muuta kuin vakiolaakeria suojattuna ja C3-välykselläkin oli. Hinta noin parikymppiä. Tilauksesta C3 välyksellä ja tarkkuusluokka P6:n hinta lähetyskuluineen noin nelinkertainen. Tarkkuusluokkaa P5 ei saa kuulemma C3 välyksellä.
Joskus nuo tarkkuusluokien sallimat heitot ja niiden merkitykset olivat aivan selvää. Nyt piti ihan syventyä laakeriluetteloon, sen tekniseen osioon.
Tuommoisessa karalaakeroinnissa, ensinnäkin laakerin reijän ja ulkohalkaisijan mittapoikkeamat ja muotopoikeamat ovat tarkemmissa luokissa likipitäen ISO-toleranssiluokan mukaiset. Sovitteen vaihtelut ovat parhaimmillaan puolet normaalilaakerein tehdystä. Vaatii tietysti vastaosan valmistusta yhtä tarkasti.
Yksi tärkeimmistä on kootun laakerin sisärenkaan heitto (suhteessa ulkorenkaaseen). Vaika muut mitat/muodot olisivat täysin virheettömät, niin tuo sisärenkaan heitto vaikuttaa siihen, että työkalukartio heittää virheen verran laakerin kohdalla. Kun toinenkin laakeri voi olla samanlainen ja sen heitto toiseen laakeriin nähden voi olla samalla kohdalla tai vastakkaisella puolella. Leikkaavan teräsärmän ollessa vaikapa yhtä kaukana alimmaisesta laakerista kuin ylimmäinen laakeri, niin viipottaa pahasti. 
Kun esilläolleen laakerin normaalitarkkuusluokan sisärenkaan maksimiheitto on 0.015 mm, niin P6:n sallima heitto on 0.010mm ja vielä P5 sallima heitto on 0.005 mm. Tällä P5 tarkkuudella teräsärmän pahin viipotus/heitto tuolla oletetulla etäisyysrakenteella olisi ymmärtääkseni 0.020 mmja normaalitarkkuudella jopa 0.060 mm Jos heittovaiheistus olisi edullisin, niin nuo heitot olisivat noin neljäsosan noista pahimmista.
Eihän nuo maksimiheitot ole suinkaan aina totta, vaan voivat olla pienemmätkin. Voi tehdä vaikkapa mittauksen, tarkastetaan tuo sisärenkaan heitto heittokellolla tai luotetaan tuuriin ja asennetaan peli ja mitataan karaan kiinnitetty tuurna.
Vaikuttaahan nuo heitot ja vierintäelimien/-ratojen heitot laakerin toimintaan. Suurilla pyörimisnopeuksilla dynaamiset kuormat kasvavat lineaarisesti? virheen suuruuten nähden.
Kun oletan, että alkuperäinen laakeri on ollut P4 tai P5 ja siinä radiaalivälys on ollut hyvin pieni, niin laakerin tuhoutuminen ( rahina ja melkoinen aksiaalivälys) on ollut seurausta liian suuresta aksiaalisesta kuormituksesta.
Aion korvata sen C3 välyksellisellä mittaamallani vakiolaakerilla ja katson tilanteen sitten.
Tietysti analysoin jollakin olettamallani aksiaali-/radiaalivoimien jakaumalla laskennallisen kestoiän. Sitä mitä ennenvanhaan oli osana päivittäisestä työstäni.


p.s. Olikohan tuo edellä ollut löpinä tänne foorumille sopimatonta suunpieksäntää, tyhjänpuhumista?

[ttontsa]

onko noin että radiaalisuunnassa valmiiksi väljä laakeri (C3) on parempi valinta kuin tiukka / saati esijännitetty (C2)?

joksenkin tuntus että vaikkapa 2-leikkuisella kiilaurajyrsimellä kun paahtaa kiilauraa niin sivusuunnassa terä vatkaa railossa laidasta laitaan just sen radiaalivälyksen verran ja aiheuttaa värinää.

[mpr]

p.s. Olikohan tuo edellä ollut löpinä tänne foorumille sopimatonta suunpieksäntää, tyhjänpuhumista?

Anna palaa vain Tapani.

[Tapani Honkanen]

Tontsalle.    Se C3-välys vaatii aksiaalisen esikiristyksen ja vielä semmoisen sovitteen, että laakerivälystä ei tuhlata liian tiukalla sovitteella ja toisaalta, sovitteen pitää antaa riittävä pintapaine laakerin ja akselin välille jottei synny frettingiä eli soviteruostetta eli kitkaorroosiota. Sen syntyyn vaikuttaa taas materiaaliyhdistelmä, pintapaine, vaihtuva/kiertävä radiaalikuormitus ja pyörimisnopeus (ilmiön nopeus/kehittyminen/paheneminen)
Tuolla merimatkalla muutama merimerkki auttaa välttämään pahimpia karikoita. Jos on välyssovite, esiintyy poikkeuksetta frettingiä, varsinkin suurilla pyörimisnopeuksilla (ja riittävän ajan kanssa).

Esimerkiksi tuossa minun tapauksessa laakeripesien sovitteet ovat sellaisia, että laakerit menevät paikalleen käsin työntämällä. Alalaakeripesässä oli lievää frettingiä ja laakerissa vähän vahvempana. Ei ollut pelkästään pikeytymistä. Lisäksi laakerin ulkorengaskin oli kiertynyt pesässään niin, että laakerin ulkorenkaassa olleet merkinnät olivat kuluneet pois. Akselissa sovite oli hyvin lievä pakotustiukkuus. Siitä huolimatta akselissa ja laakerin reijässä oli soviteruostetta jonkin verran.
Karan rakenne on semmoinen, että karan yläpää meni kartiohammaspyörän reijästä läpi. Kartiohammaspyörä oli laakeroitu samanlaisella urakuulalaakerilla (6008) kuin alapääkin. Karaa pyörittävän kartiohammaspyörän aiheuttamat taivutusmomentit otti vastaan se karan ja kartiohammaspyörän välinen suhteellisen pitkä lieriöliitos, joka oli työtötiukkuudella. Tässkin liitoksessa oli melkoisesti kitkakorroosiota. No, kyllähän ne oman aikansa kestävät. Noiden sovitteiden tekeminen toleranssuiduilla osilla on melko haastavaa. Siksi nuo laakerit on usenkin myöskin tarkkuusluokkaa P5, koska välysvaihtelut on helpompi hallita.
 
Mitä tulee tuohon C3-välyksisen laakerin toimivuuteen, niin ajatellaanpa välyksettömän laakerin toimintaa. Ensinnäkin, kuulalaakerit toimivat vielä "negatiivisella" välyksellä koska kuulien ja rullaradan välinen kimmoisuus/joustavuus estää liian suurien (Hertzin) pintapaineiden syntymisen. Liian suuret, väsymisrajan ylittävät pintapaineet tuhoavat laakerin.
Kun kuulan säde on hieman pienempi kuin vierintäradan, kosketuskuvio on ellipsin tyyppinen ja aksiaalivoimien puuttuessa kuulauran pohjalla. Jos välys on nolla ja aksiaalivoima vaikuttaa, niin kiilavaikutus saa pienelläkin aksiaalivoimalla melko suuria pintapaineita. Jos laakerissa on välystä (C3) ja aksiaalivoima vaikuttaa, niin kuula putoaa siinä urassa ja radiaalivälys asettuu nollaksi. Kuitenkin kuulauran kaarevuudesta seuraa, että kosketuskulma on suurempi kuin symmetria-asennossa, jossa se on nolla. Myöskin näin syntyneet pintapaineet ovat selvästi pienemmät samoilla aksiaalivoimilla. Kun samanaikaisesti vaikuttaa aksiaali-ja radiaalivoimia ja varsinkin jos on myös kippimomentti mukana, analyysi vaikeutuu.

Laakerien laskentamenetelmissä on tietyt kertoimet eri välysluokalle ja aksiaali-ja radiaalivoimien suhteelle ja oikeastaan urakuulalaakereilla aksiaalivoiman suhteesta staattiseen kantavuuslukuun. On vähän erilaisia laskentamenetelmiä valmistajasta riippuen. On sitten kehittyneitä FEM-pohjaisia menetelmiä joita ei rahvaalle anneta (maksutta)

Rupesi ajatus puuroutumaan, joten teksi alkoi mennä minullekin käsittämättömäksi joten lopetan.
Toisaalta rupesi harmittamaan kun lähdin eläkkeelle, kyllä nuokin ylläolevat asiat tämän mitättömän eläkeläiselämän voittaa.
   

[ttontsa]

-Eli urakuulalaakereita aksiaalisuunnassa shimmaamalla laakerit pakoitetaan aksiaalisesti esijännitetyiksi?

-Suuremman säteisvälyksen (C3) johdosta laakeri painuu Normaalivälyksellistä syvemmälle uraan ja samalla kuulan ja ulkokehän kosketuskulma jyrkkenee?

-tiukalla säteisvälyksellä ulkokehä onkin kuin oikein loiva kartio eli kiilavaikutus on suuri?

-eli välyksettömälle urakuulalaakerille aksiaalikuormitus on myrkkyä?

-eli tässä tapauksessa urakuulalaakeria toimii kuten viistokuulalaakeri

NSK:lla ois myös tiivisteellisiä viistokuulalaakereita 40x68x15 esm7008CV1V tai 7008A5V1V

http://www.jp.nsk.com/app01/en/ctrg/index.cgi?rm=pdfDown&pno=e1277

[Tapani Honkanen]

Vielä lisää pohdintaa tuosta laakeroinnista. Lähetetty hieman editoituna yhdessä  laakerinvalmistus-/-myyntiyhtiössä työskentelevälle entiselle työkaverille, nykyiselle kaverille. Ainakin kaverihintaan lupasi haluamani laakerit. No, onhan noita entisiä työkavereita muutamassa merkittävässä laakeriyhtiössä.

---
Pieni välys urakuulalaakerissa aiheuttaa sen, ettei se kestä kovinkaan paljon aksiaalivoimia. Tavallisesti nousullinen tappiterä kohtisuoraan pyörimisakselia vastaan liikkuessaan ei synnytä kovinkaan suuria aksiaalivoimia kun noususta aiheutuvan aksiaalista  voimaa kumoaa lastuamisvoimien vastasuuntainen komponentti. Jyrsinterän sisäänsyötössä esiintyy liikkeelle vastakkaissuuntainen aksiaalivoima. Lisäsi tuota karaa käyttävä kartiohammaspyörä aiheuttaa myös samansuuntaisen ylöspäin suunnatun voiman. Tämä summattu aksiaalivoima (tai liiallinen aksiaalinen esikiristys) rasittaa alimmaista laakeria, joka olikin tuhoutunut. Jos varotaan ja vältetään terän sisäänsyötössä liian suurta syöttövoimaa, voitaneen käyttää edelleen tuota urakuulalaakeria.

Mikäli mietitään keinoja vahvistaa tuota laakerointia, tulee mieleen korvata nuo urakuulalaaerit viistokuulalaakereilla. Tässä olisi oiva keino muuten mutta kun tuo karaa käyttävä kartiohammaspyörä on laakeroitu tuolla urakuulalaakerilla. Hammaspyörän asemointi tapahtuu helposti ja varmistaa hammaskosketuksen virheettömyyden. Kartiohammaspyörässä olevan porauksen läpi menee tuo kara ja sen aksiaalinen säätökiristys päässä olevalla mutterilla ei vaikuta hammaskosketukseen.

Mikäli molemmat laakerit korvataan viistokuulalaakerilla, niin tuon kartiohammaspyörän asemointi joudutaan tekemään uusiksi ja saattaa olla työläskin homma. Tässä pieni ongelmakohta. Kuinkahan symmetrinen onkaan viistokuulalaakerin sisä- ja ulkorenkaan asema toimintatilassaan? Jos on leveystoleranssi ja symmetrisyys hyvät, niin ihan helppo ratkaisu. ****

Mikäli vain alimmainen laakeri korvataan viistokuulalaakerilla, niin tuon kartiohammaspyörän asema säilyy sen urakuulalaaerin symmetrisuudesta johtuen. Alimmaisen laakerin aksiaalinen liike säädetään mutteria kiristämällä.  Kun pienin kulma lienee noissa karalaakereissa/viistokuulalaakereissa lienee 15 astetta, niin se tarkoittaa että laakeria kuormittavasta radiaalivoimasta aiheutuu noin 27% aksiaalinen voima joka on suunnattu alaspäin joka kuormittaa myös tuota pienivälyksistä ylempää urakuulalaakeria . Ymmärtääkseni tälläinen jatkuva aksiaalivoima, jota vähentää hammasvoima ja satunnainen "porauksesta" johtuva aksiaalivoima ei ole hyväksi tuolle laakerille. Ihan, vain vähän arvausta paremmalla tuntumalla käännyn sen alkuperäisen ratkaisun kannalle.

Mikäli tuo *** seikka on ok, niin silloin olisi oikea ratkaisu laittaa molemmat viistokuulalaakeriksi, muuten alkuperäinen.
---