Kromě přednastavených komponentů ložisek s vůlí vyvinula společnost Timken pět běžně používaných metod pro automatické nastavení vůle ložisek (tj. SET-RIGHT, ACRO-SET, PROJECTA-SET, TORQUE-SET a CLAMP-SET) jako možnosti ručního nastavení. Pro ilustraci různých charakteristik těchto metod v tabulkovém formátu viz tabulka 1 – „Porovnání metod nastavení vůle kuželíkových ložisek“. První řádek této tabulky porovnává schopnost každé metody rozumně řídit „rozsah“ montážní vůle ložiska. Tyto hodnoty se používají pouze k ilustraci celkových charakteristik každé metody při nastavování vůle, bez ohledu na to, zda je vůle nastavena na „předpětí“ nebo „axiální vůli“. Například ve sloupci SET-RIGHT se očekávaná změna vůle (interval s vysokou pravděpodobností nebo 6σ) v důsledku specifických ovládacích prvků tolerance ložiska a skříně/hřídele může pohybovat od typického minima 0,008 palce do 0,014 palce. Rozsah vůle lze rozdělit mezi axiální vůli a předpětí, aby se maximalizoval výkon ložiska/aplikace. Viz obrázek 5 – „Použití automatické metody pro nastavení vůle ložiska“. Tento obrázek používá jako příklad typickou konstrukci zemědělského traktoru s pohonem všech čtyř kol pro ilustraci obecného použití metody nastavení vůle kuželíkového ložiska.
V následujících kapitolách tohoto modulu podrobně probereme specifické definice, teorie a formální procesy aplikace každé metody. Metoda SET-RIGHT dosahuje požadované vůle řízením tolerance ložiska a instalačního systému, aniž by bylo nutné ručně seřizovat kuželíkové ložisko TIMKEN. K predikci vlivu těchto tolerancí na vůli ložiska používáme zákony pravděpodobnosti a statistiky. Obecně platí, že metoda SET-RIGHT vyžaduje přísnější řízení tolerancí obrábění hřídele/pouzdra ložiska a zároveň přísně řídí (s pomocí stupňů přesnosti a předpisů) kritické tolerance ložisek. Tato metoda předpokládá, že každá součást v sestavě má kritické tolerance a je třeba ji řídit v určitém rozsahu. Zákon pravděpodobnosti ukazuje, že pravděpodobnost, že každá součást v sestavě má malou toleranci nebo kombinaci velkých tolerancí, je velmi malá. A podle „normálního rozdělení tolerance“ (obrázek 6) má superpozice všech velikostí součástí tendenci spadat do středu možného rozsahu tolerance. Cílem metody SET-RIGHT je řídit pouze nejdůležitější tolerance, které ovlivňují vůli ložiska. Tyto tolerance mohou být zcela vnitřní v ložisku nebo se mohou týkat určitých montážních komponent (tj. šířky A a B na obrázku 1 nebo obrázku 7, stejně jako vnější průměr hřídele a vnitřní průměr ložiskového tělesa). Výsledkem je, že s vysokou pravděpodobností bude montážní vůle ložiska spadat do rozsahu přijatelné metody SET-RIGHT. Obrázek 6. Normálně rozdělená frekvenční křivka proměnná, x0,135%2,135%0,135%2,135%100% proměnná aritmetická průměrná hodnota 13,6% 13,6% 6s68,26%sss s68,26%95,46%99,73%x Obrázek 5. Aplikační frekvence metody automatického nastavení vůle ložiska Frekvence redukční převodovky motoru předního kola Vývodový hřídel zadních kol Kloubová převodovka zadní nápravy Axiální ventilátor a vodní čerpadlo Vstupní hřídel Mezihřídel Vývodový hřídel Spojková hřídel Pohon čerpadla Hlavní redukce Hlavní redukční diferenciál Vstupní hřídel Mezihřídel Výstupní hřídel Diferenciál Planetová redukce (boční pohled) Kloubový mechanismus řízení Vůle kuželíkového ložiska Metoda nastavení Metoda SET-RIGHT Metoda PROJECTA-SET Metoda TORQUE-SET Metoda CLAMP-SET Metoda CRO-SET Přednastavený rozsah komponenty vůle (obvykle je pravděpodobnost spolehlivosti 99,73% nebo 6σ, ale ve výrobě s vyšším výkonem je někdy vyžadováno 99,994% nebo 8σ). Při použití metody SET-RIGHT není nutné žádné seřizování. Stačí pouze smontovat a upnout součásti stroje.
Všechny rozměry, které ovlivňují vůli ložiska v sestavě, jako jsou tolerance ložiska, vnější průměr hřídele, délka hřídele, délka ložiskového tělesa a vnitřní průměr ložiskového tělesa, se při výpočtu rozsahů pravděpodobnosti považují za nezávislé proměnné. V příkladu na obrázku 7 jsou vnitřní i vnější kroužky namontovány pomocí konvenčního těsného uložení a koncová krytka je jednoduše upnuta na jednom konci hřídele. s = (1316 x 10-6)1/2 = 0,036 mm3s = 3 x 0,036 = 0,108 mm (0,0043 palce) 6s = 6 x 0,036 = 0,216 mm (0,0085 palce) 99,73 % sestavy (rozsah pravděpodobnosti) možný interval = 0,654 Pro sestavu o délce 100 % mm (0,0257 palce) (například) vyberte jako průměrnou vůli 0,108 mm (0,0043 palce). Pro 99,73 % sestavy je možný rozsah vůle od nuly do 0,216 mm (0,0085 palce). †Dva nezávislé vnitřní kroužky odpovídají nezávislé axiální proměnné, takže axiální koeficient je dvojnásobný. Po výpočtu rozsahu pravděpodobnosti je třeba určit jmenovitou délku axiálního rozměru, aby se získala požadovaná vůle ložiska. V tomto příkladu jsou známy všechny rozměry kromě délky hřídele. Podívejme se, jak vypočítat jmenovitou délku hřídele, aby se získala správná vůle ložiska. Výpočet délky hřídele (výpočet jmenovitých rozměrů): B = A + 2C + 2D + 2E + F[ [2kde: A = průměrná šířka pouzdra mezi vnějšími kroužky = 13,000 mm (0,5118 palce) B = průměrná délka hřídele (bude upřesněna) C = průměrná šířka ložiska před instalací = 21,550 mm (0,8484 palce) D = Zvětšená šířka ložiska v důsledku průměrného uložení vnitřního kroužku* = 0,050 mm (0,0020 palce) E = Zvětšená šířka ložiska v důsledku průměrného uložení vnějšího kroužku* = 0,076 mm (0,0030 palce) F = (požadovaná) průměrná vůle ložiska = 0,108 mm (0,0043 palce) * Převedeno na ekvivalentní axiální toleranci. Koordinaci vnitřního a vnějšího kroužku naleznete v kapitole „Katalog kuželíkových ložisek Timken®“ v praktické příručce.
Čas zveřejnění: 28. června 2020