Følg mig på: 
Vejledning om statisk belastning af lejer
Statisk belastning og dynamisk belastning er afgørende for lejets normale drift og er vigtige indikatorer for lejets belastningsevne. Statisk belastning refererer til lejets evne til at modstå belastning i statisk tilstand. I denne blog vil Aubearing dykke ned i vigtigheden af statisk belastning ved valg af det rigtige leje.
Efter ISO 14728-2-definitionen er statisk belastning C 0 mængden af belastning, et leje kan modstå, før summen af kugle- og løbebanedeformationer svarer til 0.01 % (0.0001 gange) af kuglediameteren. Standarden er dog blevet opdateret for at specificere belastningsniveauer, der kan producere 480,000 pund pr. kvadrattomme (psi) [3,310 megapascal (Mpa)] Hz kontaktspænding i racerbanen. Uanset hvordan det er defineret, er den statiske belastningskapacitet af et leje næsten altid højere end den dynamiske belastningskapacitet. Den plastiske deformation af kuglen og løbebanematerialerne, der opstår, når en belastning påføres et leje i en statisk (ikke-bevægelig) eller langsomt bevægende tilstand. Hvis denne deformation overskrides, vil lejets køreegenskaber falde, hvilket resulterer i øget vibration, støj og friktion.
Selvom statisk belastningskapacitet ikke er en parameter, der bruges til beregning bærende liv, er det en vigtig parameter ved måling af lejeydelse. Nogle eksempler på statiske belastninger omfatter tryk, stødbelastninger og holdekræfter. For eksempel, når lejet er standset med at rotere, og boret kører, vil lejet blive udsat for statisk belastning. På samme måde, når et leje udsættes for et kortvarigt stød, når det først begynder at rotere, er det udsat for en statisk belastning. Stød og vibrationer er på den anden side ofte forårsaget af forhold, der er tilfældige, uforudsigelige og/eller svære at kvantificere. Det er overflødigt at sige, at overskridelse af den statiske belastningskapacitet helt sikkert vil forringe lejeydelsen.
Beregn lejets statiske belastning
Den statiske belastning af et leje refererer til den maksimale belastning, det kan bære uden permanent deformation. Beregning af statisk belastningskapacitet er afgørende for at sikre, at et leje er egnet til en specifik anvendelse. Dernæst vil Aubearing diskutere formlerne og metoderne til beregning af lejernes statiske bæreevne. Beregning af statiske lejebelastninger involverer flere faktorer, herunder lejegeometri, materialer og fremstillingsprocesser. Den generelle beregningsformel for at bære statisk belastning er som følger:
C0 = (P0 / F0) x C
C0 er den statiske bæreevne
P0 er den statiske belastning, der udøves på lejet
F0 er den passende belastningsfaktor
C er den grundlæggende dynamiske belastningsværdi for lejet
Belastningsfaktoren F0 tager højde for lejetype, belastningsretning, smøreforhold og andre faktorer, der kan påvirke lejets ydeevne. Det leveres normalt af lejeproducenten og kan også findes i lejekataloger. Bestem den statiske belastning P0 påført lejet i Newton (N) eller pund (lbs). Dette kan beregnes ud fra vægten af det udstyr eller det maskineri, lejet understøtter.
Bestem belastningsfaktoren F0 baseret på lejetypen og andre relevante faktorer. Denne faktor kan fås fra lejeproducenten eller fra et lejekatalog.
Bestem den grundlæggende dynamiske belastningsværdi C for lejet, som er den værdi, der er angivet af lejeproducenten. Det indikerer, at lejet kan køre en belastning på en million omdrejninger uden fejl.
Lejer statisk sikkerhedsfaktor
Statisk belastning er normalt en uventet og svær at kvantificere påvirkning af lejet. Derfor anbefaler lejeproducenter, at der beregnes en statisk sikkerhedsfaktor baseret på typen af anvendelse og driftsbetingelser. Den statiske sikkerhedsfaktor er forholdet mellem den grundlæggende statiske belastningsværdi og den maksimale kombinerede statiske belastning på lejet. Dette kan variere fra 2 for jævne driftsforhold, hvor risikoen for vibrationer er lav, til 5 eller 6 for applikationer, der kan være udsat for alvorlig stødbelastning.
S 0 = statisk lastsikkerhedsfaktor
C 0 = statisk belastningskapacitet
F 0max = maksimal kombineret statisk belastning
Når kræfter og momenter eksisterer samtidigt, bør den resulterende statiske belastning (også kaldet den ækvivalente statiske belastning) beregnes og bruges til at bestemme den statiske belastningssikkerhedsfaktor. Hvis den påførte belastning er mindre end 2.8 gange lejets forspænding, skal der generelt tages hensyn til forspændingen i den resulterende statiske belastningsberegning.
Faktorer, der påvirker statisk belastning
Det er værd at bemærke, at der er mange faktorer, der påvirker den statiske belastningskapacitet af lejer, herunder:
Materialer og varmebehandlingsprocesser
Faktorer som lejedesign, kvalitet, materialer og teknologi vil alle påvirke den nominelle statiske belastning af lejet; materialet og varmebehandlingsprocessen bestemmer ydeevneparametre såsom hårdhed, sejhed og udmattelsesgrænse, som har en afgørende indflydelse på lejets levetid. Derfor skal der ved lejedesign og fremstilling lægges vægt på valg og kontrol af materialer og varmebehandling.
Lejegeometri
Den geometriske struktur af et leje er en af de vigtige faktorer, der påvirker dets bæreevne og levetid. Rimelig lejegeometri kan effektivt reducere lejeslid og udmattelsesskader og øge lejernes levetid.
Temperatur
På grund af princippet om "termisk ekspansion og kontraktion" påvirkes lejets statiske bæreevne af temperaturen. Når temperaturen stiger, vil den molekylære struktur inde i lejet "udvide", og dets bæreevne vil falde. Høje temperaturer kan få lejematerialer til at blive bløde eller miste styrke.
Tid
Den statiske bæreevne af et leje er baseret på kortvarige belastninger, normalt kun få sekunder. Hvis et leje udsættes for statisk belastning i længere tid, vil det forårsage træthed af lejematerialet og reducere dets statiske belastningskapacitet.
Vibrationer og stød
Lejernes statiske bæreevne er ikke egnet til applikationer med vibrations- eller stødbelastninger. Selvom lasten er inden for den statiske lastbærende kapacitet, kan vibrations- og stødbelastninger forårsage lejedeformation eller fejl.
smøring
Den statiske bæreevne af et leje forudsætter, at lejet er tilstrækkeligt smurt. Selvom belastningen er inden for den statiske belastningskapacitet, kan utilstrækkelig smøring forårsage lejefejl.
Justering
Et lejes statiske lastbærende kapacitet forudsætter perfekt lejejustering. Selvom belastningen er inden for den statiske belastningskapacitet, kan fejljustering forårsage lejefejl.
Betydningen af statisk belastningskapacitet ved lejevalg
Et lejes statiske belastningskapacitet er relateret til mange faktorer, såsom materialesammensætning, design og fremstillingsproces. Lejer med højere statiske belastningskapaciteter er normalt lavet af stærkere materialer og kan klare tunge belastninger. I modsætning hertil er lejer med lavere statisk belastningskapacitet normalt lavet af blødere materialer og er velegnede til lettere belastninger.
Når belastningen overstiger dens statiske belastningskapacitet, kan det forårsage permanent deformation eller beskadigelse af lejet, hvilket påvirker dets ydeevne og levetid. Hvis et leje f.eks. udsættes for en tung belastning, der ikke kan understøttes, kan der opstå plastisk deformation, hvilket fører til øget friktion, vibrationer, støj, reduceret effektivitet osv. I ekstreme tilfælde kan lejer svigte helt, hvilket medfører kostbar nedetid og potentielle risici.
For at sikre, at et leje har tilstrækkelig statisk bæreevne, er det afgørende at overveje flere faktorer under udvælgelsesprocessen. Disse faktorer omfatter forventede belastninger, driftsforhold og påkrævet pålidelighed og ydeevne. Lejetypen, såsom kuglelejer, vinkelkontaktlejer, koniske rullelejer, cylindriske rullelejer eller glidelejer, skal også tages i betragtning, da hver type har sine egne unikke statiske bæreevneegenskaber. Aubearings netbutik viser mere end 40,000 typer lejer, som alle er mærket med statiske og dynamiske belastningskapaciteter.
Konklusion
Statisk lastbærende kapacitet er vigtig, når du vælger lejer til enhver applikation. Lejer med en højere statisk bæreevne kan give bedre ydeevne, pålidelighed og levetid, mens lejer med en lavere statisk bæreevne kan føre til for tidlig svigt og sikkerhedsrisici. Ved at tage hensyn til de forventede belastnings- og driftsforhold samt den nødvendige pålidelighed og ydeevne, kan ingeniører vælge det bedst egnede leje med den passende statiske belastningskapacitet til applikationen. Hvis du har spørgsmål om den statiske belastning af lejer, bedes du kontakte Aubearings online ingeniører i tide, og vi vil til enhver tid besvare dine spørgsmål.