Clearance Internal Bearing: Kelas C2 hingga C5 & Tabel

Sebuah bearing 6210 C3 keluar dari pabrik dengan radial play 18 hingga 36 mikrometer. Pasang dengan press fit lalu jalankan dalam kondisi hangat, dan sebagian besar kelonggaran itu lenyap sebelum mesin mencapai suhu tunak. Selisih antara clearance yang Anda pesan dan clearance yang benar-benar dijalankan bearing itulah seluruh alasan mengapa kelas clearance internal ada, dan di situlah sebagian besar kesalahan pemilihan terjadi.

Clearance internal radial (RIC) adalah total jarak radial yang dapat ditempuh satu ring relatif terhadap ring lainnya sebelum pemasangan, tanpa beban. ISO 5753-1 menjenjangkannya ke dalam grup dari rapat hingga longgar. Panduan ini memberikan nilai mikrometer aktual untuk bore yang umum, menunjukkan bagaimana interference fit dan suhu operasi menggerusnya, mengerjakan satu contoh dari awal hingga akhir, dan mengubah hasilnya menjadi aturan untuk memilih kelas. Jika Anda perlu menerjemahkan sufiks C3 pada sebuah ring terlebih dahulu, mulailah dengan panduan kami tentang membaca nomor bearing.

Poin-Poin Utama

• Clearance internal radial dijenjangkan C2 < CN (Normal) < C3 < C4 < C5 oleh ISO 5753-1. Grup yang sama didefinisikan secara identik dalam DIN 620-4, sehingga labelnya berlaku lintas standar.
• CN adalah default dan tidak membawa sufiks. Sebuah huruf muncul hanya untuk grup non-Normal, seperti 6210 C3. Huruf yang lebih tinggi berarti lebih banyak kelonggaran pabrik, bukan kualitas yang lebih rendah.
• Clearance operasional lebih kecil daripada yang Anda pesan. Interference fit menggerus kira-kira 70 hingga 90% dari interference ring, dan ring dalam yang berjalan lebih panas daripada ring luar mempersempit celah lebih jauh. Identitasnya adalah Δe = Δ0 − δf − δt.
• Bidik clearance operasional yang sedikit positif. Umur fatigue memuncak pada nilai yang sedikit negatif, tetapi para perancang tetap sedikit di atas nol karena clearance negatif memicu preload, panas, dan seizure.
• Pilih kelas berdasarkan suaian dan suhu, bukan berdasarkan kebiasaan. Press fit dan operasi panas mendorong Anda ke lebih longgar (C3, C4, atau CM); suaian ringan dan tugas rendah-bising menarik Anda ke lebih rapat (C2).

Apa Itu Clearance Internal Radial?

Clearance internal radial adalah total jarak yang dapat ditempuh satu ring secara radial relatif terhadap ring lainnya sebelum bearing dipasang, tanpa beban yang diberikan. ISO 5753-1 memilah kelonggaran itu ke dalam grup yang berjalan dari C2 (rapat) melalui CN, C3, C4, hingga C5 (longgar), dengan C1 yang jarang dipakai lebih rapat daripada C2. CN berada di tengah dan merupakan nilai yang Anda dapatkan jika memesan bearing tanpa sufiks clearance sama sekali.

Dua hal yang membuat orang tersandung. Pertama, CN tidak dicetak pada ring. Designation membawa kode clearance hanya ketika grupnya bukan Normal, sehingga 6210 adalah bearing CN dan 6210 C3 adalah varian yang lebih longgar dari part yang sama. Ini sesuai dengan logika sufiks dalam panduan nomor bearing kami. Clearance adalah salah satu dari sedikit kode yang identik di SKF, NSK, NTN, dan FAG, karena ia berakar pada ISO dan bukan pada gaya masing-masing pabrikan. Kedua, seluruh skala ini adalah tentang kelonggaran radial. Bearing kontak sudut dan tapered roller diatur oleh clearance internal aksial, yang didefinisikan untuk tipe kontak-empat-titik dalam ISO 5753-2, dan diatur sebagai pasangan yang disetel atau di-preload alih-alih dengan memilih grup radial.

Satu kode khusus layak disebut sekarang. CM adalah rentang clearance yang dipersempit yang ditujukan untuk bearing motor listrik, di mana suaian dan suhunya sudah terkarakterisasi dengan baik dan clearance operasional yang lebih rapat serta lebih konsisten menjaga motor tetap tenang. Ia berperilaku seperti pita yang disetel pabrik antara CN dan C3 untuk aplikasi tunggal itu.

Tabel Clearance C2 hingga C5 (µm untuk Bore 50 mm)

Grup clearance adalah rentang, bukan angka tunggal, dan rentangnya saling tumpang tindih. Untuk deep groove ball bearing 6210 (bore 50 mm, diameter luar 90 mm), pita clearance internal radial menurut ISO 5753-1 adalah nilai-nilai di bawah, yang direproduksi dalam katalog teknik NTN (NTN Catalog 2203, Tabel 8.8). Karena sebuah bearing C3 di dekat dasar pitanya tumpang tindih dengan bearing CN di dekat puncak pitanya, "C3 lebih longgar daripada CN" hanya benar antar-grup, bukan antar-part.

Pita ini berskala dengan ukuran bore, jadi selalu baca baris untuk bore Anda yang sebenarnya. Tabel di bawah memberikan bore 50 mm berdampingan dengan pita ukuran berikutnya yang lebih besar agar Anda dapat melihat pergeserannya.

Nilai dalam µm, clearance internal radial menurut ISO 5753-1 (NTN Catalog 2203, Tabel 8.8).

Kelas Clearance Bukanlah Kelas Toleransi

Clearance internal dan presisi adalah dua spesifikasi independen yang diatur oleh dua standar berbeda, dan mencampuradukkannya adalah kesalahpahaman paling umum pada topik ini. Clearance internal (C2 hingga C5, didefinisikan oleh ISO 5753-1) menjelaskan seberapa jauh ring dapat bergerak relatif satu sama lain. Presisi, atau kelas toleransi (P0, P6, P5, dan skala ABEC, didefinisikan oleh ISO 492 dan ANSI/ABMA 20), menjelaskan seberapa ketat bore, diameter luar, lebar, dan akurasi putar dijaga.

Bearing C3 tidak memberi tahu apa pun tentang grade ABEC-nya. Kedua kode berada pada sumbu yang terpisah dan dapat dikombinasikan secara bebas. Designation seperti 6205 C3 P5 menetapkan bearing dengan clearance radial di atas Normal dan akurasi putar tinggi sekaligus. Memesan C3 padahal yang sebenarnya Anda butuhkan adalah presisi P5, atau membayar P5 padahal aplikasi hanya membutuhkan perubahan clearance, keduanya berasal dari memperlakukan satu skala seolah-olah menyiratkan skala yang lain.

Jika Anda perlu memastikan clearance mana yang sebenarnya dimiliki bearing bekas atau tak bertanda, clearance sisa dapat diperiksa dengan feeler gauge pada bearing yang terpasang. Panduan kami tentang mengukur bearing membahas jalur tersebut. Untuk perbedaan praktis antar-grade presisi, dan kapan Anda benar-benar membutuhkan P5 atau lebih baik, lihat panduan kami tentang peringkat ABEC bearing.

Mengapa Clearance Operasional Lebih Kecil daripada yang Anda Pesan

Clearance yang menentukan bagaimana sebuah bearing bekerja bukanlah nilai di dalam katalog. Ia adalah clearance operasional (efektif), kelonggaran yang tersisa setelah bearing terpasang dan mencapai suhu operasinya. Baik pemasangan maupun panas menguranginya, dan hubungannya adalah pengurangan sederhana (NTN Catalog 2203, Eq. 8.1):

Δe = Δ0 − δf − δt

Di sini Δ0 adalah clearance awal dari katalog, δf adalah kehilangan akibat interference fit, dan δt adalah kehilangan akibat perbedaan suhu antara kedua ring. Ini menghasilkan tiga keadaan berbeda: clearance awal sebelum pemasangan, clearance sisa setelah suaian diterapkan, dan clearance operasional setelah bearing menghangat di bawah beban. NSK menjelaskan progresi yang sama dari clearance awal ke sisa ke efektif.

Kehilangan akibat suaian (δf). Menekan sebuah ring ke poros atau ke dalam housing memuai atau menekannya, dan itu menelan clearance. NTN menyatakan kehilangan tersebut kira-kira 70 hingga 90% dari interference efektif (NTN Eq. 8.2), yang merupakan bentuk presisi dari aturan praktis "sekitar 80%" yang beredar tanpa sumber. Suaian yang lebih rapat membeli lebih banyak penempatan dan lebih sedikit creep, tetapi ia mengorbankan clearance radial untuk melakukannya.

Kehilangan akibat panas (δt). Pada kebanyakan mesin, ring dalam berjalan lebih panas daripada ring luar, umumnya sebesar 5 hingga 10 °C, karena ia lebih dekat ke sumber panas dan lebih buruk dalam melepaskan panas. Ring dalam karena itu memuai lebih banyak daripada ring luar, dan celahnya menutup. SKF menyatakan reduksi tersebut sebagai δt = 0,012 × ΔT × dm, di mana ΔT adalah perbedaan suhu antar-ring dalam °C dan dm adalah diameter rata-rata bearing, (d + D) / 2, dalam milimeter. Semakin panas tugasnya, semakin penting suku ini, yang juga menjadi alasan mengapa pilihan pelumasan dan suhu operasi langsung memengaruhi pemilihan clearance. Panduan kami tentang pelumasan bearing membahas sisi film dan suhu dari hal tersebut.

Contoh Terpandu: Dari Pesanan CN ke Clearance Operasional

Terapkan angka nyata pada identitas ini dan alasan keberadaan kelas clearance menjadi jelas. Ambil sebuah 6210 pada clearance CN, terpasang dengan interference fit pada poros dan berjalan dengan gradien ring dalam-ke-luar 10 °C. Diameter rata-rata dm adalah (50 + 90) / 2 = 70 mm. Aritmetika di bawah menggunakan interference efektif ilustratif sebesar 15 µm; faktor suaian dan formula suhu berasal dari katalog.

Δ0  (CN, mid-band)              = 15 µm
δf  (interference-fit loss)     = 0.80 × 15  ≈ 12 µm      (0.70 to 0.90 × effective interference)
δt  (10 °C gradient loss)       = 0.012 × 10 × 70 ≈ 8.4 µm (dm = (50 + 90) / 2 = 70 mm)

Δe  = Δ0 − δf − δt = 15 − 12 − 8.4 ≈ −5.4 µm     → NEGATIVE: the bearing is preloaded

Hasil negatif berarti elemen gelinding tertekan sebelum beban eksternal apa pun tiba. Bahkan di puncak pita CN (23 µm), clearance operasional nyaris tidak melewati nol, dan di dasarnya (6 µm) ia sangat negatif. Pada suaian dan suhu ini, CN adalah pilihan yang salah. Diagram air terjun di bawah menunjukkan ke mana clearance pergi.

Sekarang jalankan suaian dan suhu yang identik pada sebuah bearing C3:

Δ0  (C3, mid-band)              = 27 µm
Δe  = 27 − 12 − 8.4 ≈ +6.6 µm                    → slightly positive: on target

Poros yang sama, panas yang sama, hasil yang berlawanan. Inilah mengapa "cukup pakai CN" gagal pada aplikasi press-fit yang berjalan panas, dan mengapa "selalu naikkan ke C3" sama-sama salah pada suaian ringan di suhu moderat, di mana C3 akan menyisakan terlalu banyak clearance operasional. Kelas harus cocok dengan suaian dan panas, yang persis merupakan logika pemilihan di dua bagian berikutnya.

Terlalu Longgar atau Terlalu Rapat: Apa yang Dilakukan Clearance terhadap Umur

Clearance operasional memiliki titik optimum, dan kedua sisinya membebani Anda. Hubungan antara clearance operasional dan umur bearing adalah alasan mengapa seluruh latihan ini penting.

Terlalu banyak clearance memperlebar zona tanpa beban, sehingga lebih sedikit elemen gelinding yang berbagi beban pada setiap saat. Itu menaikkan getaran dan kebisingan serta mengurangi umur fatigue. Terlalu sedikit clearance, atau nilai negatif, mem-preload elemen gelinding sebelum beban eksternal apa pun tiba, yang melonjakkan tegangan kontak, menghasilkan panas, dan dalam kasus terburuk berujung pada thermal runaway dan seizure. Umur fatigue secara teoretis paling panjang pada clearance operasional yang sedikit negatif. Para perancang tetap membidik nilai positif kecil, karena mempertahankan clearance negatif di tengah sebaran suaian dan suhu yang nyata berisiko, seperti yang ditunjukkan contoh terpandu.

Efek zona-beban terhubung langsung ke bagaimana sebuah bearing diberi rating. Busur tanpa beban yang lebih lebar berarti beban kerja bertumpu pada lebih sedikit elemen, yang merupakan alasan praktis mengapa clearance operasional turut menentukan gambaran umur fatigue yang kami bahas di beban dinamis vs beban statis. Ketika clearance salah dan kegagalannya muncul di lapangan, ia umumnya terbaca sebagai kerusakan raceway dan panas abnormal. Itu adalah gejala yang sama yang dibedah dalam analisis kegagalan bearing hot strip mill kami.

Cara Memilih Kelas Clearance

Mulailah dari target: clearance operasional yang sedikit positif setelah bearing terpasang dan panas. Lalu bekerjalah mundur dari suaian dan suhu menuju kelas pabrik yang mengantarkan Anda ke sana. Alur keputusan di bawah menangkap kasus-kasus umum.

Clearance negatif tidak selalu merupakan cacat. Ketika ia disengaja dan terkendali, nilai negatif kecil disebut preload, dan itulah persis yang digunakan bearing kontak sudut dan tapered roller untuk mengakukan poros dan menghilangkan kelonggaran. Tipe-tipe tersebut diatur oleh preload aksial alih-alih dengan memilih grup radial, yang menjadi alasan mengapa panduan kami tentang bearing kontak sudut dan tentang tapered vs cylindrical roller bearing memperlakukan preload sebagai penyetelan pemasangan, bukan sufiks katalog.

Terakhir, nama grup berlaku lintas standar, sehingga sebuah spesifikasi yang ditulis untuk satu sistem diterjemahkan dengan bersih ke sistem lain.

Grup clearance internal radial didefinisikan secara identik dalam ISO 5753-1 dan DIN 620-4; nilai Amerika Utara berada dalam ANSI/ABMA 20.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

T: Apa itu clearance internal pada sebuah bearing?

Clearance internal adalah total jarak yang dapat ditempuh satu ring relatif terhadap ring lainnya. Clearance internal radial adalah gerakan tersebut yang diukur secara radial, sebelum pemasangan dan tanpa beban. ISO 5753-1 menjenjangkannya ke dalam grup yang berjalan C2 < CN (Normal) < C3 < C4 < C5, dari rapat ke longgar.

T: Apa perbedaan antara clearance C3 dan Normal (CN)?

C3 adalah grup clearance radial yang lebih longgar daripada CN. Untuk sebuah 6210 (bore 50 mm), CN membentang 6 hingga 23 µm dan C3 membentang 18 hingga 36 µm menurut ISO 5753-1, sehingga pitanya tumpang tindih. C3 dipilih ketika sebuah interference fit atau panas operasi jika tidak akan menutup celah terlalu jauh, bukan karena ia adalah bearing berkualitas lebih tinggi.

T: Apakah clearance C3 selalu lebih baik daripada CN?

Tidak. Pada suaian ringan di suhu moderat, C3 menyisakan terlalu banyak clearance operasional, yang memperlebar zona tanpa beban dan menaikkan kebisingan serta getaran sambil memangkas umur fatigue. C3 hanya membantu ketika suaian dan panas menggerus cukup banyak clearance untuk membenarkan awal yang lebih longgar. Cocokkan kelas dengan aplikasi, bukan dengan kebiasaan untuk selalu menaikkan tingkat.

T: Apa arti clearance C4 dan kapan Anda membutuhkannya?

C4 adalah grup clearance yang lebih longgar daripada C3. Untuk sebuah 6210 ia membentang 30 hingga 51 µm menurut ISO 5753-1. Anda membutuhkannya ketika kondisi operasi memakan clearance dalam jumlah besar, seperti suhu sangat tinggi, perbedaan suhu ring dalam-ke-luar yang besar, atau interference fit berat, sehingga awal Normal atau C3 akan berakhir negatif.

T: Bagaimana interference fit dan suhu operasi mengurangi clearance?

Keduanya mengurangi nilai awal: Δe = Δ0 − δf − δt. Interference fit menggerus kira-kira 70 hingga 90% dari interference ring efektif (δf), dan perbedaan suhu antar-ring menggerus δt = 0,012 × ΔT × dm, di mana dm adalah diameter rata-rata bearing. Clearance operasional yang benar-benar dijalankan bearing selalu lebih kecil daripada nilai katalog.

Kesimpulan

Clearance internal adalah angka kecil yang menentukan apakah sebuah bearing berjalan dengan tenang hingga umur ratingnya atau kepanasan dan macet. Disiplinnya mengerucut ke beberapa poin:

• Nilai yang Anda pesan, C2 hingga C5 menurut ISO 5753-1, adalah clearance awal. Clearance operasional lebih kecil setelah suaian dan panas mengambil bagiannya.
• Pilih kelas berdasarkan suaian dan suhu, dengan menggunakan Δe = Δ0 − δf − δt untuk memeriksa di mana Anda mendarat. Bidik yang sedikit positif.
• CN adalah default. Beralih ke C3, C4, atau CM untuk press fit dan operasi panas, dan ke C2 hanya untuk suaian ringan di mana kebisingan rendah atau posisi presisi mendominasi.
• Kelas clearance dan kelas presisi adalah spesifikasi terpisah. Sebuah bearing C3 bisa memiliki grade ABEC apa pun.

Jika Anda menspesifikasikan bearing untuk suaian poros dan housing, kecepatan, dan suhu yang sudah terdefinisi dan ingin kelasnya diperiksa terhadap perhitungan clearance sisa sebelum pesanan dikirim, kirimkan data aplikasi ke tim teknik ANDE Bearing dan kami akan mengembalikan grup yang direkomendasikan beserta clearance operasional yang diperkirakan. Anda juga dapat memulai dari ukuran yang Anda butuhkan dalam deep groove ball bearing kami.

Tentang Penulis

Jeff Li menulis tentang teknik bearing dan pengadaan global untuk ANDE Bearing. Ia bekerja langsung dengan pembeli OEM dan aftermarket di otomotif, industri berat, dan energi terbarukan. Terhubung melalui LinkedIn.