Panduan Pemilihan dan Perawatan Spherical Plain Bearing

Dalam dunia desain mekanis yang luas, terdapat komponen sederhana namun penting yang mampu menahan tekanan luar biasa secara diam-diam sekaligus memastikan kelancaran pengoperasian peralatan—spherical plain bearing. Sama seperti sambungan manusia yang memungkinkan pergerakan fleksibel, bantalan ini berfungsi sebagai "sambungan" mesin, yang memberikan kemampuan untuk bergerak bebas dalam kondisi kerja yang kompleks.

Bantalan polos bulat adalah elemen bantalan siap dipasang yang terdiri dari cincin bagian dalam berbentuk bola dan cincin bagian luar yang relatif dapat digerakkan. Desain uniknya memungkinkan pergerakan penyesuaian spasial antara poros dan rumahan, termasuk:

• Gerakan rotasi:Memungkinkan komponen berputar dalam rentang sudut tertentu.
• Gerakan memiringkan:Mengizinkan komponen dimiringkan dalam sudut tertentu.
• Gerakan berosilasi:Memungkinkan gerakan mengayun bolak-balik.
• Kemampuan menyelaraskan diri:Mengkompensasi ketidaksejajaran poros yang disebabkan oleh kesalahan produksi atau pemasangan.

Tidak seperti bantalan gelinding (seperti bantalan bola), bantalan biasa berbentuk bola mengirimkan beban statis dan dinamis (termasuk beban bolak-balik) secara langsung melalui permukaan geser, mengklasifikasikannya sebagai bantalan geser. Ketika dikombinasikan dengan rumah bantalan, mereka membentuk unit lengkap yang siap dipasang yang umumnya dikenal sebagai ujung batang.

Berdasarkan material pasangan gesekannya, plain bearing spherical dikategorikan menjadi beberapa tipe utama:

• Paduan baja/tembaga:Membutuhkan pelumasan dan perawatan. Cocok untuk beban bolak-balik, gerakan rotasi sedang hingga besar, dan kecepatan geser sedang.
• Baja/baja:Mirip dengan baja/paduan tembaga, memerlukan pelumasan untuk kondisi kerja yang sebanding.
• Komposit baja/PTFE:Bebas perawatan karena sifat pelumasan otomatis PTFE. Ideal untuk beban searah dan beban benturan kecil hingga sedang. Sudut kemiringan maksimum tidak boleh terlampaui.

Pabrikan menawarkan plain bearing bulat khusus termasuk versi dengan cincin luar yang melebar (tipe S) dan seri berbagai ukuran (K, E, G, W). Pilihannya mencakup tipe bebas perawatan (berlapis PTFE) atau wajib perawatan (dapat dilumasi ulang), tersedia dalam baja tahan karat, baja bantalan, baja potong bebas, atau material temper berkekuatan tinggi, dengan atau tanpa segel.

Varian uniknya menggabungkan elemen bergulir, yang berfungsi serupa dengan bantalan bola atau bantalan rol yang menyelaraskan diri. Ini mengikuti standar bantalan bola untuk dimensi sambil mengadopsi standar bantalan gelinding untuk peringkat beban, sehingga cocok untuk beban bolak-balik, gerakan rotasi besar pada kecepatan sedang-tinggi, dan rotasi penuh.

Plain bearing bulat sesuai dengan DIN ISO 12240-1, yang menstandarkan seri ukuran, dimensi, toleransi, dan jarak bebas internal radial. Meskipun standar ini memungkinkan variasi yang luas dalam pasangan gesekan, material, dan perawatan permukaan, konvensi penandaan, peringkat beban, dan perhitungan umur tetap bergantung pada pabrikan. Meskipun ada tantangan awal yang dapat dipertukarkan, alternatif yang sesuai biasanya tersedia di seluruh produsen.

Bearing ini melayani beragam industri termasuk konstruksi pabrik, mesin pembuat kue, sistem konveyor, peralatan pertanian, pemrosesan makanan, mesin tekstil, robotika, konstruksi jalan, manufaktur kendaraan, kendaraan kereta api, teknologi medis, dan pemrosesan pakan. Solusi khusus tersedia untuk aplikasi khusus melalui kolaborasi dengan mitra teknis.

Sebagai elemen bantalan geser yang siap dipasang, plain bearing berbentuk bola dilengkapi cincin dalam dan luar berbentuk bola yang memungkinkan rotasi, miring, dan berputar tanpa tekanan tepi. Mereka mengakomodasi ketidakselarasan yang diperlukan secara struktural dan mengkompensasi penyimpangan terkait manufaktur.

Kriteria pemilihan meliputi kapasitas muatan, beban operasional, dan persyaratan umur pemakaian dan keselamatan operasional. Kapasitas beban ditunjukkan dengan beban terukur dalam tabel dimensi, meskipun nilai ini bervariasi antar produsen karena tidak adanya definisi standar.

Plain bearing bulat standar beroperasi secara efektif antara -10°C hingga +80°C. Kisaran suhu untuk versi tersegel (RS) dan desain elemen bergulir ditentukan dalam dokumentasi teknis.

• Peringkat beban statis (C0):Beban statis radial tidak menyebabkan deformasi permanen ketika diam, dengan asumsi suhu ruangan normal dan cukup menopang komponen di sekitarnya.
• Peringkat beban dinamis (C):Digunakan untuk memperkirakan masa pakai di bawah beban dinamis, meskipun kapasitas sebenarnya bergantung pada faktor-faktor seperti jenis beban, sudut rotasi/kemiringan, profil kecepatan, jarak bebas bantalan, gesekan, pelumasan, dan suhu.

• Peringkat beban statis dasar (C0):Sesuai dengan beban yang menyebabkan 0,0001 kali diameter elemen penggulung dalam deformasi permanen.
• Peringkat beban dinamis dasar (C):Mewakili beban di mana 90% bantalan identik mencapai 1 juta putaran sebelum mengalami kegagalan kelelahan permukaan gelinding.

Pemilihan ukuran bantalan harus mempertimbangkan beban, arah tertentu (radial, aksial, atau gabungan), dan jenis. Dibandingkan dengan rumah ujung batang, bantalan biasa bulat yang berdiri sendiri menunjukkan kapasitas beban statis yang lebih tinggi. Pemuatan dinamis memerlukan verifikasi melalui penghitungan masa pakai.

• Bantalan geser yang memerlukan perawatan
• Bantalan geser bebas perawatan
• Bantalan elemen bergulir

Toleransi standar berlaku untuk dimensi cincin luar (diameter, lebar) dan dimensi cincin bagian dalam, dengan memperhatikan bahwa cincin luar yang terbelah untuk sementara waktu dapat kehilangan sirkularitasnya hingga dipasang pada lubang rumah yang presisi.

Didefinisikan sebagai kebebasan bergerak radial dan aksial cincin bagian dalam, dengan jarak bebas aksial biasanya melebihi jarak bebas radial. Kisaran jarak bebas spesifik bervariasi antara desain elemen geser dan bergulir.

Sudut kemiringan maksimum tidak boleh terlampaui selama pemasangan atau pengoperasian untuk mencegah kerusakan bantalan atau kegagalan segel/mesin cuci. Desain harus membatasi pergerakan dalam sudut tertentu tanpa menerapkan gaya housing yang berlebihan, khususnya memastikan jarak segel yang memadai (terutama untuk model 2RS).

Sebagai komponen presisi yang siap dipasang, bantalan bola memerlukan penanganan yang hati-hati:

1. Pertahankan kemasan aslinya hingga pemasangan untuk menjaga pelumasan.
2. Jangan sekali-kali menyalurkan gaya pemasangan/pelepasan melalui jalur bantalan ke rumah.
3. Pastikan geser hanya terjadi di antara permukaan cincin bagian dalam/luar—bukan antara bantalan dan poros/rumahan—dengan menggunakan pemasangan interferensi yang tepat.

Direkomendasikan untuk menyeimbangkan kebutuhan interferensi sambil menghindari perubahan jarak bebas yang berlebihan akibat ekspansi/kontraksi balapan. Verifikasi kekencangan sambungan, karena kesesuaian standar mungkin memerlukan penyesuaian untuk aplikasi tertentu.

Pemasangan harus mematuhi batas gaya maksimum untuk memastikan dudukan bantalan yang tepat.

Bantalan pasangan gesekan logam memerlukan pelumasan berkala untuk masa pakai yang optimal. Gemuk awal cukup untuk beban yang sangat ringan. Efektivitas pelumasan tergantung pada besaran/jenis beban (konstan, berdenyut, bolak-balik), sudut putaran, dan kecepatan geser. Pengujian menunjukkan sudut putaran yang kecil dan kecepatan geser yang ekstrim mengganggu pembentukan lapisan pelumas, seperti halnya pembebanan searah versus beban bolak-balik.

Untuk distribusi optimal, lumasi bantalan dalam kondisi tanpa beban. Perhatikan bahwa pabrikan biasanya hanya menyediakan bantalan dengan lapisan anti korosi saja, yang memerlukan pelumasan awal sebelum digunakan atau segera setelah pemasangan.

• Pasangan baja/perunggu:Gunakan gemuk bertekanan tinggi berbahan litium yang tahan korosi (-20°C hingga +110°C). Pelumas padat meningkatkan kinerja pada batas suhu atas.
• Pasangan baja/baja:Gemuk bertekanan tinggi tahan korosi berbahan dasar sabun litium dengan oli dasar dengan viskositas tinggi dan aditif molibdenum disulfida.
• Pasangan baja/PTFE:Secara alami rendah gesekan dan bebas perawatan.
• Bantalan elemen bergulir:Pra-dilumasi dengan minyak sabun litium.

Untuk sistem pelumasan terpusat, kendalikan dosis secara hati-hati—terutama untuk versi yang disegel—untuk mencegah perpindahan segel akibat tekanan berlebih.