Ikuti saya di: 
Segalanya Tentang Menanggung Kehidupan
Umur bantalan merupakan salah satu faktor kunci yang menentukan umur peralatan mekanis. Setelah menentukan ruang kerja bantalan, untuk diameter lubang poros tertentu, dimungkinkan untuk menemukan bantalan standar dengan diameter luar dan lebar berbeda. Ketika diameter luar dan lebar bantalan meningkat, kapasitas beban dinamis juga meningkat, sehingga meningkatkan umur rating bantalan. Setelah beban dan kecepatan bantalan ditentukan, pertanyaannya sekarang menjadi: “Berapa jam masa pakai yang dibutuhkan mesin yang dirancang dengan baik?” Terkadang hal ini ditentukan oleh standar industri tertentu atau kebijakan perusahaan berdasarkan industri dan lokasi pelanggan. dari. Dalam suatu industri, mungkin dapat diterima bagi pengguna akhir untuk memperbaiki peralatan setahun sekali, mengganti bantalan, segel, dll. Di industri lain, bantalan memiliki masa pakai setidaknya sepuluh tahun. Frekuensi penggunaan peralatan juga perlu dipertimbangkan ketika menentukan nilai umur minimum yang diharapkan.
AUbearing memproduksi lebih dari 8,000 jenis bantalan yang digunakan di berbagai industri di Amerika Serikat dan di seluruh dunia. Bantalan kelas industri yang diproduksi oleh Aubearing tidak hanya memberikan masa pakai yang lama sesuai dengan standar kelelahan gelinding, tetapi konstruksi bantalan juga harus dipertimbangkan berdasarkan aplikasinya untuk mencegah guncangan, kelebihan beban, dan pergerakan kecepatan tinggi yang sesekali terjadi. Untuk tujuan ini, desain setiap bantalan dioptimalkan.
Kapasitas beban dinamis bantalan – C
Berdasarkan beban dinamis pengenal berupa beban radial murni dengan arah konstan dan besaran konstan (untuk bantalan radial) atau beban aksial pusat (untuk bantalan dorong), umur pengenal dasar 1 juta putaran dapat diperoleh dalam kasus ini. Nilai parameter bantalan penting C ini ditunjukkan di setiap tabel bantalan kecuali bantalan kait derek. Peringkat beban dinamis dasar menunjukkan kemampuan bantalan untuk menahan kelelahan gelinding dan ditentukan sebagai peringkat beban radial dinamis dasar (Cr) untuk bantalan radial, dan peringkat beban aksial dinamis dasar (Ca) untuk bantalan dorong. Nilai-nilai ini telah ditentukan oleh asosiasi seperti American Bearing Produsen Association (ABMA) dan Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO) untuk menghitung beban dinamis pada bantalan. Pembebanan dinamis bantalan digunakan untuk memprediksi masa pakai masing-masing bantalan pada beban dan kecepatan yang diharapkan. Secara umum, suatu bantalan hanya dapat menahan beban operasi maksimum sebesar setengah dari kapasitas beban dinamis bantalannya.
Kapasitas Statis - Co
Kapasitas statis bantalan Co adalah beban maksimum yang dapat diterapkan dengan aman pada bantalan yang tidak berputar tanpa menyebabkan kerusakan pada pengoperasian bantalan selanjutnya. Hal ini didasarkan pada tegangan kontak yang dihitung pada pusat elemen penggulung dengan beban paling berat yang bersentuhan dengan cincin bagian dalam. Tingkat tegangan untuk ketiga jenis bantalan tersebut adalah:
– Bantalan bola yang dapat menyelaraskan sendiri adalah 4600 MPa (667,000 psi)
– 4200 MPa (609,000 psi) untuk semua bantalan bola lainnya
– Semua bantalan rol memiliki kekuatan 4000 MPa (580,000 psi)
Perhitungan umur rating bantalan
Umur peringkat dasar L10 mengacu pada kondisi penggunaan bantalan manufaktur berkualitas tinggi dengan masa pakai keandalan 90% dalam penggunaan normal. Bagian dalam bearing terbuat dari bahan baja bantalan yang ditentukan oleh JIS atau desain standar yang terbuat dari bahan setara. Hubungan antara peringkat beban dinamis dasar dan beban dinamis. Beban ekuivalen dan umur rating dasar bantalan dapat dinyatakan dengan persamaan (5-1). Rumus perhitungan masa pakai ini tidak berlaku untuk bantalan C0 yang dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti deformasi plastis pada permukaan kontak raceway dan elemen gelinding karena kondisi beban yang sangat tinggi (ketika P melebihi nilai beban statis dasar) (lihat beban statis dasar rating dan beban setara statis) atau 0.5C) atau sebaliknya, untuk kondisi beban bantalan yang dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti permukaan kontak raceway dan elemen gelinding yang tergelincir karena slip yang sangat rendah. Ini adalah waktu di mana satu set bantalan yang tampaknya identik akan melewati atau melampaui sebelum pengelupasan kelelahan terjadi. Rumus dasar untuk menghitung umur pengenal bantalan L10 adalah (1-1):
Untuk menghitung umur rating dasar suatu bantalan, persamaan (1-2) digunakan untuk operasi kecepatan konstan; bila bantalan digunakan pada gerbong kereta api atau mobil, dalam hal jarak tempuh (km), digunakan persamaan (1-3).
Oleh karena itu, beban ekivalen dinamis adalah P dan kecepatan putarannya adalah n; kemudian Anda dapat merujuk ke tabel spesifikasi bantalan untuk memilih ukuran bantalan yang paling sesuai untuk tujuan tertentu. C dapat menghitung rumus peringkat beban dinamis dasar (1-4); masa pakai bantalan yang direkomendasikan bervariasi tergantung pada mesin yang menggunakan bantalan tersebut, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1-5 Masa pakai bantalan yang direkomendasikan (referensi) .
Lihat
Koefisien umur layanan (fh) dan koefisien kecepatan putar nf dihitung berdasarkan persamaan (1-2) sebagai berikut:
Sebagai referensi saja, nilai fn, fh dan L10h dapat diperoleh dengan mudah dengan menggunakan nomogram yang dilampirkan pada katalog ini sebagai metode yang disederhanakan.
[Referensi] Kecepatan (n) dan koefisiennya (fn), koefisien masa pakai (fh) dan umur pengenal dasar (L4h)
Gabungan beban radial dan dorong
Semua bantalan bola dan bantalan rol dapat menahan beban dorong aksial yang besar. Ketika gabungan beban radial dan aksial terjadi, “beban bantalan ekivalen” P yang digunakan dalam rumus umur rating perlu dihitung. Perhitungan ini bisa jadi agak rumit karena bergantung pada besaran relatif beban radial dan beban dorong satu sama lain serta sudut kontak yang dihasilkan oleh bantalan. Akan terlalu sulit untuk mendemonstrasikan perhitungan P untuk semua tipe bantalan yang ditunjukkan. Untuk bantalan rol tirus, koefisien dorong “K” digunakan. Untuk penghitungan umur rating yang memerlukan kombinasi beban radial dan dorong, silakan hubungi Aubearing.
Bantalan rol silinder radial dengan flensa berlawanan pada cincin bagian dalam dan luar memiliki kemampuan terbatas untuk menahan beban dorong sepanjang roller. Beban dorong yang dapat diterima adalah beban yang menggunakan ujung rol dan flensa untuk tujuan dorong dan pemosisian yang terputus-putus. Karena setiap beban dorong akan tegak lurus terhadap beban radial dan permukaan kontak bantalan yang berbeda akan digunakan, beban dorong sepanjang roller bukan merupakan faktor dalam perhitungan umur bantalan.
Memvariasikan beban dan kecepatan
Bearing tidak beroperasi pada beban atau kecepatan konstan pada banyak aplikasi, dan mungkin tidak ekonomis untuk memilih bearing dengan umur pengenal tertentu (dalam jam) berdasarkan kondisi pengoperasian terburuk. Biasanya, siklus kerja dapat ditentukan untuk berbagai kondisi pengoperasian (beban dan kecepatan) dan persentase waktu pada setiap kondisi pengoperasian. Situasi serupa juga terjadi pada beberapa mesin yang menghasilkan gerakan bolak-balik. Selanjutnya, kedua contoh ini dapat digabungkan untuk beberapa kondisi pengoperasian yang diharapkan dengan gerakan bolak-balik serta beban dan kecepatan puncak yang berbeda. Menghitung umur pengenal untuk perubahan beban dan kecepatan terlebih dahulu memerlukan penghitungan umur pengenal L10 untuk setiap kondisi pengoperasian siklus kerja. Selanjutnya, gunakan rumus di bawah ini untuk menggabungkan masa pakai L10 individual dengan masa pakai terukur di seluruh siklus kerja.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elite tellus, Luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
T1, T2, T = persentase waktu dalam kondisi berbeda, dinyatakan dalam desimal n
T1 + T2 + … T = 1n
Lp1, Lp2, L = Umur dalam jam per beban konstan dan kecepatan siklus pn
Beban berosilasi
Bantalan tidak berputar sepenuhnya selama pengoperasian tetapi memiliki amplitudo osilasi. Kita dapat menggunakan rumus berikut untuk menghitung beban radial ekivalen rendah pada bantalan:
Pe = Po x (β/ 90)1/e
Pe = beban radial dinamis ekivalen
Po = beban radial osilasi aktual
β = sudut ayunan dalam derajat
e = 10/3 (bantalan rol) 3.0 (bantalan bola)
Pisahkan beban radial dan beban dorong
Dalam beberapa aplikasi, bantalan terkena beban radial dan dorong yang sangat tinggi. Untuk aplikasi yang tunduk pada kedua jenis pembebanan, desain yang lebih baik adalah menyediakan bantalan terpisah untuk beban radial atau dorong. Jika hal ini terjadi, perancang mesin harus berhati-hati untuk memastikan bahwa bantalan radial hanya memikul beban radial dan bantalan dorong hanya memikul beban dorong. Cara yang baik untuk mencapai hal ini adalah dengan menggunakan bantalan rol silinder dengan lintasan lurus pada posisi “radial”, karena bantalan ini tidak dapat menahan gaya dorong apa pun. Sepasang bantalan kontak sudut atau bantalan rol tirus sudut besar biasanya merupakan pilihan yang baik untuk membawa beban dorong, namun harus dilindungi dari beban radial. Salah satu cara untuk mencapai hal ini adalah dengan membuat cincin luar terpasang dengan sangat longgar ke dalam wadahnya: biasanya 0.5 mm/0.020 inci. hingga 1.0 mm/0.040 inci.
Faktor Penyesuaian Umur Bantalan
Faktor penyesuaian masa pakai bantalan memungkinkan OEM memprediksi dengan lebih baik masa pakai aktual dan keandalan bantalan yang Anda pilih dan pasang di peralatan Anda. Umur pengenal L10 yang disesuaikan dihitung menggunakan rumus berikut:
Lna = a1 x a2 x a3 x L10
Lna = umur terukur yang disesuaikan
a1 = koefisien penyesuaian umur keandalan
a2 = faktor penyesuaian umur untuk karakteristik bantalan khusus (misalnya material)
a3 = Faktor penyesuaian umur untuk kondisi pengoperasian, pelumasan, kebersihan, dll.
Faktor penyesuaian hidup a1, a2 dan a3 secara teoritis bisa lebih besar atau kurang dari 1.0, tergantung pada evaluasinya.
Penyesuaian umur keandalan - a1
Produsen peralatan perlu meningkatkan keandalan bearing yang dipilih untuk memperkirakan waktu servis yang lebih lama. Faktor a1 di bawah ini digunakan untuk meningkatkan nilai reliabilitas. Jika nilai L10 yang dihitung menggunakan faktor a1 terlalu rendah, maka bantalan dengan kapasitas beban dinamis yang lebih besar perlu dipilih.(Kutipan dari JIS B 1518: 2013)
| Keandalan, % | Lnm | α1 |
|---|---|---|
| 90 | L10m | 1 |
| 95 | L5m | 0.64 |
| 96 | L4m | 0.55 |
| 97 | L3m | 0.47 |
| 98 | L2m | 0.37 |
| 99 | L1m | 0.25 |
| 99.2 | L0.8m | 0.22 |
| 99.4 | L0.6m | 0.19 |
| 99.6 | L0.4m | 0.16 |
| 99.8 | L0.2m | 0.12 |
| 99.9 | L0.1m | 0.093 |
| 99.92 | L0.08m | 0.087 |
| 99.94 | L0.06m | 0.080 |
| 99.95 | L0.05m | 0.077 |
Faktor penyesuaian umur untuk karakteristik bantalan khusus - a2
Khususnya dalam beberapa tahun terakhir, terdapat banyak perbaikan dalam desain dan manufaktur bantalan yang telah dikonfirmasi dalam uji umur, sehingga menghasilkan peningkatan L10 kali lipat. Beberapa perbaikan tersebut adalah:
Meningkatkan penyelesaian permukaan
Peningkatan bahan dan perlakuan panas
Roller dan balapan
Faktor koreksi kehidupan: αISO
a) Pendekatan sistematis
Berbagai efek pada kehidupan bantalan saling bergantung. Metode sistematis dalam menghitung umur terkoreksi telah dievaluasi sebagai metode praktis untuk menentukan faktor koreksi umur αISO (lihat Gambar 5-1). Koefisien koreksi umur αISO dihitung dengan rumus berikut. Terdapat diagram untuk setiap jenis bantalan (bantalan bola radial, bantalan rol radial, bantalan bola dorong, dan bantalan rol dorong). (Setiap gambar (Gambar 5-2 hingga 5-5) dikutip dari JIS B 1518≤50. ISOα
Perhatikan bahwa dalam penggunaan sebenarnya, ini disetel ke faktor modifikasi seumur hidup: 2013.)
Gambar 1-1 Solusi sistem
1-2 Koefisien koreksi umur αISO (bantalan bola radial)
1-3 Koefisien koreksi umur αISO (bantalan rol radial)
1-4 Koefisien koreksi umur αISO (bantalan bola dorong)
1-5 Koefisien koreksi umur αISO (bantalan rol dorong)
b) Batas beban kelelahan : Cu
Dengan kualitas yang sama, selama kondisi beban tidak melebihi nilai tertentu dan dalam lingkungan dengan kondisi pelumasan yang baik, tingkat kebersihan pelumasan dan kondisi pengoperasian lainnya, umur bantalan secara teoritis tidak terbatas. Untuk bantalan yang umumnya terbuat dari bahan berkualitas tinggi dan kualitas manufaktur, batas tegangan lelah dicapai ketika tegangan kontak antara raceway dan elemen gelinding kira-kira 1.5 GPa. Jika salah satu atau kedua kualitas bahan dan kualitas manufaktur lebih rendah, maka batas tegangan lelah juga akan lebih rendah. Yang dimaksud dengan “batas beban lelah” adalah batas beban lelah. Cu didefinisikan sebagai “beban bantalan yang baru mencapai batas tegangan lelah pada beban terberat “raceway contact” ISO 281:2007. Dan dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti jenis bantalan, ukuran dan bahan. Mengenai bantalan khusus dan tidak tercantum dalam katalog ini Untuk informasi detail mengenai batas beban lelah bantalan lainnya, silakan menghubungi Aubearing.
c) Faktor polusi: ec
Jika partikel padat dari pelumas yang terkontaminasi terperangkap di antara raceways dan elemen rolling, lekukan dapat terbentuk pada salah satu atau kedua raceways dan elemen rolling. Lekukan ini akan menyebabkan peningkatan tekanan lokal, sehingga memperpendek umur. Memperpendek umur akibat kontaminasi pelumas dapat dihitung berdasarkan tingkat kontaminasi, yaitu koefisien kontaminasi ec. Ditunjukkan pada tabel Dpw adalah diameter lingkaran pitch dari set bola/rol, secara sederhana dinyatakan sebagai : diameter dalam) Khusus yang relevan Untuk detail seperti kondisi pelumasan atau penyelidikan mendetail, silakan hubungi JTEKT. d: diameter luar, D)/2. (d＝(D＋pwD
| Tingkat kontaminasi | ec | |
|---|---|---|
| Dpw＜ 100mm | Dpw100mm | |
| Kebersihan sangat tinggi: Ukuran partikel kira-kira sama dengan ketebalan lapisan oli pelumas, hal ini ditemukan di lingkungan tingkat laboratorium. | 1 | 1 |
| Kebersihan tinggi: Oli telah disaring dengan filter yang sangat halus, hal ini ditemukan pada bantalan standar yang diisi gemuk dan bantalan yang disegel. | 0.8 0.6 ~ | 0.9 0.8 ~ |
| Kebersihan standar: Oli telah disaring dengan filter halus, hal ini ditemukan pada bantalan standar yang dilengkapi gemuk dan bantalan berpelindung. | 0.6 0.5 ~ | 0.8 0.6 ~ |
| Kontaminasi minimal: Pelumas sedikit terkontaminasi. | 0.5 0.3 ~ | 0.6 0.4 ~ |
| Kontaminasi normal: Hal ini ditemukan ketika tidak ada segel yang digunakan dan filter kasar digunakan di lingkungan di mana serpihan dan partikel aus dari area sekitar menembus ke dalam pelumas. | 0.3 0.1 ~ | 0.4 0.2 ~ |
| Kontaminasi tinggi: Hal ini terjadi ketika lingkungan sekitar sangat terkontaminasi dan penyegelan bantalan tidak memadai. | 0.1 0 ~ | 0.1 0 ~ |
| Kontaminasi yang sangat tinggi | 0 | 0 |
d) Rasio viskositas: κ
Pelumas membentuk lapisan oli pada permukaan kontak roller, memisahkan raceways dan elemen rolling. Keadaan lapisan oli pelumas dinyatakan dengan rasio viskositas κ, yang merupakan viskositas kinematik aktual ν pada suhu operasi dibagi dengan viskositas kinematik referensi. Untuk informasi detail mengenai pelumas seperti gemuk dan pelumas yang mengandung aditif tekanan ekstrim, hubungi JTEKT. Lebih besar dari 4, sama dengan 4, dan kurang dari 0.1 tidak berlaku. κ A ditunjukkan pada rumus berikut.
Masa pakai sistem bantalan terdiri dari dua atau bantalan
Kebanyakan mesin menggunakan dua atau bantalan pada satu poros, dan seringkali memiliki dua atau poros. Semua bantalan pada mesin dianggap sebagai sistem bantalan. Untuk tujuan bisnis, penting bagi produsen untuk memahami keandalan mesin atau umur panjang sistem mereka. Proses evaluasi ini mempertimbangkan faktor penting dalam menggabungkan masa pakai L10 semua bearing dalam sistem untuk menjawab pertanyaan: “Berapa lama mesin akan bekerja dengan keandalan sembilan puluh persen?” “Sederhananya, keandalan sistem L10 akan lebih rendah daripada umur L10 individu yang paling rendah. Rumus perhitungan umur pengenal sistem adalah sebagai berikut:
[contoh]
Ketika sebuah poros ditopang oleh dua bantalan rol dengan masa pakai masing-masing 50 jam dan 000 jam, umur pengenal sistem bantalan yang menopang poros dihitung sebagai berikut: Rumus (30-000):
Persamaan ini menunjukkan bahwa bantalan sebagai suatu sistem memiliki umur pengenal yang lebih pendek dibandingkan bantalan dengan umur yang lebih pendek. Fakta ini penting dalam memperkirakan masa pakai bantalan dalam aplikasi yang menggunakan dua bantalan atau bantalan.
Masa pakai bantalan yang direkomendasikan dalam berbagai aplikasi
Karena masa pakai yang lebih lama tidak selalu berkontribusi pada pengoperasian yang ekonomis, masa pakai yang paling sesuai untuk setiap aplikasi dan kondisi pengoperasian harus ditentukan. Sebagai referensi, masa pakai yang direkomendasikan dan ditentukan secara empiris berdasarkan aplikasi dijelaskan pada tabel di bawah.
| Kondisi operasi | Aplikasi | Masa pakai yang disarankan (h) |
|---|---|---|
| Operasi pendek atau terputus-putus | Alat listrik rumah tangga, alat listrik, alat pertanian, alat pengangkat muatan berat | 4000 8000 ~ |
| Durasinya tidak diperpanjang, tetapi diperlukan pengoperasian yang stabil | Motor AC rumah tangga, peralatan konstruksi, konveyor, elevator | 8000 12000 ~ |
| Operasi terputus-putus tetapi diperpanjang | Rolling mill roll neck, motor kecil, crane | 8000 12000 ~ |
| Motor yang digunakan di pabrik, roda gigi umum | 12000 20000 ~ | |
| Peralatan mesin, layar pengocok, penghancur | 20000 30000 ~ | |
| Kompresor, pompa, roda gigi untuk penggunaan penting | 40000 60000 ~ | |
| Operasi harian dari 8 jam. atau operasi diperpanjang terus menerus | Eskalator | 12000 20000 ~ |
| Pemisah sentrifugal, AC, blower udara, peralatan pertukangan kayu, jurnal gandar gerbong penumpang | 20000 30000 ~ | |
| Motor besar, kerekan tambang, jurnal poros lokomotif, motor traksi kereta api | 40000 60000 ~ | |
| Peralatan pembuatan kertas | 100000 200000 ~ | |
| 24 jam. operasi (tidak ada kegagalan yang diperbolehkan) | Fasilitas penyediaan air, pembangkit listrik, fasilitas pembuangan air tambang | 100000 200000 ~ |