Kuna mkanganyiko fulani unaozunguka uhusiano kati ya usahihi wa kutokuwepo, ustahimilivu wake wa utengenezaji na kiwango cha kibali cha ndani au 'kucheza' kati ya njia za mbio na mipira. Hapa, Wu Shizheng, mkurugenzi mkuu wa mtaalam wa fani ndogo na ndogo za JITO Bearings, anatoa mwanga kwa nini hadithi hii inaendelea na ni nini wahandisi wanapaswa kuzingatia.
Wakati wa Vita vya Pili vya Dunia, katika kiwanda cha kutengeneza silaha huko Scotland, mtu asiyejulikana sana kwa jina Stanley Parker alianzisha dhana ya nafasi ya kweli, au kile tunachojua leo kama Geometric Dimensioning & Tolerancing (GD&T). Parker aligundua kuwa ingawa baadhi ya sehemu za kazi zinazotengenezwa kwa torpedoes zilikuwa zinakataliwa baada ya ukaguzi, bado zilikuwa zikitumwa kwa uzalishaji.
Alipochunguza kwa makini, aligundua kuwa kipimo cha uvumilivu ndicho kilikuwa cha kulaumiwa. Uvumilivu wa jadi wa uratibu wa XY uliunda eneo la kustahimili mraba, ambalo lilitenga sehemu hiyo ingawa ilichukua sehemu katika nafasi ya mviringo iliyopindwa kati ya pembe za mraba. Aliendelea kuchapisha matokeo yake kuhusu jinsi ya kuamua msimamo wa kweli katika kitabu kinachoitwa Drawings and Dimensions.
* Kibali cha ndani
Leo, ufahamu huu hutusaidia kukuza fani zinazoonyesha kiwango fulani cha uchezaji au ulegevu, unaojulikana kama uchezaji wa ndani au, haswa, uchezaji wa radial na axial. Uchezaji wa radi ni kibali kilichopimwa kwa mhimili wa kuzaa na uchezaji wa axial ni kibali kinachopimwa kwa usawa na mhimili wa kuzaa.
Mchezo huu umeundwa katika fani tangu mwanzo ili kuruhusu fani kuhimili mizigo katika hali mbalimbali, kwa kuzingatia vipengele kama vile upanuzi wa halijoto na jinsi uwekaji kati ya pete za ndani na nje zitaathiri maisha ya kuzaa.
Hasa, kibali kinaweza kuathiri kelele, vibration, shinikizo la joto, deflection, usambazaji wa mzigo na maisha ya uchovu. Uchezaji wa radial ya juu unapendekezwa katika hali ambapo pete ya ndani au shimoni inatarajiwa kuwa moto zaidi na kupanuka wakati wa matumizi ikilinganishwa na pete ya nje au makazi. Katika hali hii, kucheza katika kuzaa kutapungua. Kinyume chake, uchezaji utaongezeka ikiwa pete ya nje itapanuka zaidi ya pete ya ndani.
Uchezaji wa juu zaidi wa axial unapendekezwa katika mifumo ambapo kuna usawaziko kati ya shimoni na nyumba kwani upangaji mbaya unaweza kusababisha fani iliyo na kibali kidogo cha ndani kushindwa haraka. Kibali kikubwa zaidi kinaweza kuruhusu fani kukabiliana na mizigo ya juu kidogo ya msukumo kwani inaleta pembe ya juu ya mguso.
*Vifaa
Ni muhimu kwamba wahandisi wanapiga usawa sahihi wa kibali cha ndani katika kuzaa. Mchezo wenye kubana kupita kiasi utazalisha joto na msuguano wa ziada, ambao utasababisha mipira kuteleza kwenye njia ya mbio na kuharakisha uchakavu. Vile vile, kibali kikubwa sana kitaongeza kelele na vibration na kupunguza usahihi wa mzunguko.
Kusafisha kunaweza kudhibitiwa kwa kutumia vifafa tofauti. Uhandisi inafaa rejea kibali kati ya sehemu mbili za kupandisha. Hii kwa kawaida hufafanuliwa kama shimo kwenye shimo na inawakilisha kiwango cha kubana au kulegea kati ya shimoni na pete ya ndani na kati ya pete ya nje na makazi. Kawaida hujidhihirisha katika kutoshea, kibali cha kibali au kifafa cha kuingilia kati.
Mshikamano mkali kati ya pete ya ndani na shimoni ni muhimu ili kuiweka mahali na kuzuia creepage isiyohitajika au kuteleza, ambayo inaweza kuzalisha joto na vibration na kusababisha uharibifu.
Hata hivyo, kifafa cha kuingiliwa kitapunguza kibali katika fani ya mpira inapopanua pete ya ndani. Kutoshana sawa sawa kati ya pete ya nyumba na ya nje katika fani yenye kucheza kwa radial itabana pete ya nje na kupunguza kibali hata zaidi. Hii itasababisha kibali hasi cha ndani - kwa ufanisi kutoa shimoni kubwa kuliko shimo - na kusababisha msuguano mkubwa na kushindwa mapema.
Kusudi ni kuwa na uchezaji wa sifuri wakati fani inaendesha chini ya hali ya kawaida. Hata hivyo, uchezaji wa awali wa radial ambao unahitajika ili kufikia hili unaweza kusababisha matatizo na mipira ya kuteleza au kuteleza, kupunguza ugumu na usahihi wa mzunguko. Uchezaji huu wa awali wa radial unaweza kuondolewa kwa kutumia upakiaji mapema. Kupakia mapema ni njia ya kuweka mzigo wa kudumu wa axial kwenye fani, mara inapowekwa, kwa kutumia washers au chemchemi ambazo zimefungwa dhidi ya pete ya ndani au ya nje.
Wahandisi lazima pia wazingatie ukweli kwamba ni rahisi kupunguza kibali katika fani ya sehemu nyembamba kwa sababu pete ni nyembamba na rahisi kuharibika. Kama watengenezaji wa fani ndogo na ndogo, JITO Bearings inawashauri wateja wake kwamba uangalifu zaidi lazima uchukuliwe kwa kufaa kwa shimoni hadi nyumba. Mzunguko wa shimoni na nyumba pia ni muhimu zaidi kwa fani za aina nyembamba kwa sababu shimoni la nje la pande zote litaharibu pete nyembamba na kuongeza kelele, vibration na torque.
*Uvumilivu
Kutoelewana kuhusu jukumu la uchezaji wa radial na axial kumesababisha wengi kuchanganya uhusiano kati ya uchezaji na usahihi, haswa usahihi unaotokana na uvumilivu bora wa utengenezaji.
Baadhi ya watu wanafikiri kwamba usahihi wa hali ya juu haupaswi kucheza na kwamba inapaswa kuzunguka kwa usahihi sana. Kwao, uchezaji wa radial uliolegea huhisi kuwa sahihi zaidi na unatoa hisia ya ubora wa chini, ingawa unaweza kuwa fani ya usahihi wa hali ya juu iliyoundwa kimakusudi na uchezaji mlegevu. Kwa mfano, tumewauliza baadhi ya wateja wetu hapo awali kwa nini wanataka toleo la usahihi wa hali ya juu na wametuambia wanataka, “punguza uchezaji”.
Hata hivyo, ni kweli kwamba uvumilivu huboresha usahihi. Muda mfupi baada ya ujio wa uzalishaji wa wingi, wahandisi waligundua kuwa sio vitendo au kiuchumi, ikiwa inawezekana kabisa, kutengeneza bidhaa mbili zinazofanana kabisa. Hata wakati anuwai zote za utengenezaji zinawekwa sawa, kila wakati kutakuwa na tofauti ndogo kati ya kitengo kimoja na kingine.
Leo, hii imekuja kuwakilisha uvumilivu unaokubalika au unaokubalika. Madarasa ya uvumilivu kwa fani za mipira, inayojulikana kama ukadiriaji wa ISO (metric) au ABEC (inchi), hudhibiti mkengeuko unaoruhusiwa na vipimo vya kufunika ikiwa ni pamoja na saizi ya pete ya ndani na nje na mzunguko wa pete na njia za mbio. Darasa la juu na uvumilivu zaidi, usahihi zaidi wa kuzaa utakuwa mara tu unapokusanyika.
Kwa kuweka usawa sahihi kati ya uchezaji wa kufaa na radial na axial wakati wa matumizi, wahandisi wanaweza kufikia kibali bora cha uendeshaji sifuri na kuhakikisha kelele ya chini na mzunguko sahihi. Kwa kufanya hivyo, tunaweza kuondoa mkanganyiko kati ya usahihi na uchezaji na, kwa njia sawa na ambayo Stanley Parker alibadilisha kipimo cha viwanda, kubadilisha kimsingi jinsi tunavyoangalia fani.
Muda wa kutuma: Mar-04-2021
