Volg me op:
Richtlijnen voor statische belasting van lagers
Statische belasting en dynamische belasting zijn cruciaal voor de normale werking van het lager en zijn belangrijke indicatoren voor het draagvermogen van het lager. Statische belasting verwijst naar het vermogen van het lager om belasting in statische toestand te weerstaan. In deze blog gaat Aubearing dieper in op het belang van statische belasting bij het selecteren van het juiste lager.
Wat is statische belasting?
Volgens de definitie van ISO 14728-2 is statische belasting C 0 de hoeveelheid belasting die een lager kan weerstaan voordat de som van de vervormingen van de kogel en de loopbaan gelijk is aan 0.01% (0.0001 keer) van de kogeldiameter. De norm is echter bijgewerkt om belastingsniveaus te specificeren die een contactspanning van 480,000 pond per vierkante inch (psi) [3,310 megapascal (Mpa)] Hz in de loopbaan kunnen veroorzaken. Hoe dan ook gedefinieerd, het statische draagvermogen van een lager is vrijwel altijd hoger dan het dynamische draagvermogen. De plastische vervorming van de kogel- en loopbaanmaterialen die optreedt wanneer een belasting wordt uitgeoefend op een lager in een statische (niet bewegende) of langzaam bewegende toestand. Als deze vervorming wordt overschreden, zullen de loopeigenschappen van het lager afnemen, wat resulteert in verhoogde trillingen, geluid en wrijving.
Hoewel de statische belastbaarheid geen parameter is die wordt gebruikt bij het berekenen van de levensduur van lagers , is het wel een belangrijke parameter bij het meten van de prestaties van lagers. Enkele voorbeelden van statische belastingen zijn druk, stootbelastingen en houdkrachten. Wanneer een lager bijvoorbeeld stilstaat en de boor in werking is, wordt het blootgesteld aan een statische belasting. Evenzo wordt een lager blootgesteld aan een kortstondige stoot wanneer het net begint te draaien. Schokken en trillingen daarentegen worden vaak veroorzaakt door omstandigheden die willekeurig, onvoorspelbaar en/of moeilijk te kwantificeren zijn. Het spreekt voor zich dat het overschrijden van de statische belastbaarheid de prestaties van het lager zeker zal beïnvloeden.
Bereken de statische belasting van het lager
De statische belasting van een lager verwijst naar de maximale belasting die het kan dragen zonder permanente vervorming. Het berekenen van het statische draagvermogen is cruciaal om te garanderen dat een lager geschikt is voor een specifieke toepassing. Aubearing bespreekt hieronder de formules en methoden voor het berekenen van het statische draagvermogen van lagers. Bij het berekenen van de statische belasting van een lager spelen verschillende factoren een rol, waaronder de lagergeometrie, de materialen en de fabricageprocessen. De algemene formule voor het berekenen van de statische belasting van een lager is als volgt:
C0 = (P0 / F0) x C
C0 is het statische draagvermogen
P0 is de statische belasting die op het lager wordt uitgeoefend
F0 is de juiste belastingsfactor
C is de dynamische basisbelasting van het lager
De belastingsfactor F0 houdt rekening met het lagertype, de belastingsrichting, de smeringsomstandigheden en andere factoren die de lagerprestaties kunnen beïnvloeden. Deze wordt meestal geleverd door de lagerfabrikant en is ook te vinden in lagercatalogi. Bepaal de statische belasting P0 die op het lager wordt uitgeoefend in Newton (N) of ponden (lbs). Dit kan worden berekend op basis van het gewicht van de apparatuur of machines die de lagers ondersteunen.
Bepaal de belastingsfactor F0 op basis van het lagertype en andere relevante factoren. Deze factor kan worden verkregen bij de lagerfabrikant of uit een lagercatalogus.
Bepaal de dynamische basisbelasting C van het lager, de waarde die is opgegeven door de fabrikant van het lager. Het geeft aan dat het lager zonder problemen een belasting van een miljoen omwentelingen kan doorstaan.
Dragende statische veiligheidsfactor
Statische belasting is meestal een onverwachte en moeilijk te kwantificeren impact op het lager. Daarom raden lagerfabrikanten aan om een statische veiligheidsfactor te berekenen op basis van het type toepassing en bedrijfsomstandigheden. De statische veiligheidsfactor is de verhouding tussen de statische basisbelasting en de maximale gecombineerde statische belasting die op het lager wordt uitgeoefend. Dit kan variëren van 2 voor soepele bedrijfsomstandigheden waarbij het risico op trillingen laag is, tot 5 of 6 voor toepassingen die onderhevig kunnen zijn aan ernstige schokbelasting.
S 0 = veiligheidsfactor statische belasting
C 0 = statisch draagvermogen
F 0max = maximale gecombineerde statische belasting
Wanneer krachten en momenten tegelijkertijd aanwezig zijn, moet de resulterende statische belasting (ook wel de equivalente statische belasting genoemd) worden berekend en gebruikt om de veiligheidsfactor voor statische belasting te bepalen. Bovendien moet in het algemeen, als de toegepaste belasting minder dan 2.8 keer de lagervoorspanning bedraagt, met de voorbelasting rekening worden gehouden bij de berekening van de resulterende statische belasting.
Factoren die de statische belasting beïnvloeden
Het is vermeldenswaard dat er veel factoren zijn die het statische draagvermogen van lagers beïnvloeden, waaronder:
Materialen en warmtebehandelingsprocessen
Factoren zoals lagerontwerp, kwaliteit, materialen en technologie zullen allemaal van invloed zijn op de nominale statische belasting van het lager; Het materiaal- en warmtebehandelingsproces bepalen prestatieparameters zoals hardheid, taaiheid en vermoeidheidslimiet, die een belangrijke invloed hebben op de levensduur van het lager. Daarom moet bij het ontwerp en de productie van lagers aandacht worden besteed aan de selectie en controle van materialen en warmtebehandeling.
Lagergeometrie
De geometrische structuur van een lager is een van de belangrijke factoren die het draagvermogen en de levensduur ervan beïnvloeden. Een redelijke lagergeometrie kan lagerslijtage en vermoeidheidsschade effectief verminderen en de levensduur van de lagers verlengen.
Temperatuur
Vanwege het principe van “thermische uitzetting en krimp” wordt het statische draagvermogen van het lager beïnvloed door de temperatuur. Wanneer de temperatuur stijgt, zal de moleculaire structuur in het lager “uitzetten” en zal het draagvermogen ervan afnemen. Hoge temperaturen kunnen ervoor zorgen dat lagermaterialen zachter worden of hun sterkte verliezen.
Tijd
Het statische draagvermogen van een lager is gebaseerd op kortstondige belastingen, meestal slechts enkele seconden. Als een lager gedurende langere tijd wordt blootgesteld aan statische belasting, zal dit vermoeidheid van het lagermateriaal veroorzaken en de statische belastingscapaciteit ervan verminderen.
Trillingen en schokken
Het statische draagvermogen van de lagers is niet geschikt voor toepassingen met trillings- of schokbelastingen. Zelfs als de belasting binnen het statische draagvermogen valt, kunnen trillings- en schokbelastingen lagervervorming of defecten veroorzaken.
smeren
Het statische draagvermogen van een lager veronderstelt dat het lager voldoende gesmeerd is. Zelfs als de belasting binnen het statische draagvermogen valt, kan onvoldoende smering lagerschade veroorzaken.
Uitlijning
Het statische draagvermogen van een lager veronderstelt een perfecte lageruitlijning. Zelfs als de belasting binnen het statische draagvermogen valt, kan een verkeerde uitlijning leiden tot lagerdefecten.
Belang van statisch draagvermogen bij de keuze van lagers
Het statische draagvermogen van een lager is afhankelijk van vele factoren, zoals de materiaalsamenstelling, het ontwerp en het productieproces. Lagers met een hoger statisch draagvermogen zijn meestal gemaakt van sterkere materialen en kunnen zware belastingen aan. Lagers met lagere statische belastingscapaciteiten zijn daarentegen meestal gemaakt van zachtere materialen en zijn geschikt voor lichtere belastingen.
Wanneer de belasting het statische draagvermogen overschrijdt, kan dit permanente vervorming of schade aan het lager veroorzaken, waardoor de prestaties en levensduur ervan worden beïnvloed. Als een lager bijvoorbeeld wordt blootgesteld aan een zware belasting die niet kan worden ondersteund, kan er plastische vervorming optreden, wat leidt tot verhoogde wrijving, trillingen, geluid, verminderde efficiëntie, enz. In extreme gevallen kunnen lagers volledig defect raken, wat leidt tot kostbare stilstand en potentiële risico's.
Om ervoor te zorgen dat een lager voldoende statisch draagvermogen heeft, is het van cruciaal belang om tijdens het selectieproces rekening te houden met verschillende factoren. Deze factoren omvatten verwachte belastingen, bedrijfsomstandigheden en vereiste betrouwbaarheids- en prestatieniveaus. Er moet ook rekening worden gehouden met het type lager, zoals kogellagers, hoekcontactlagers, kegellagers, cilindrische rollagers of glijlagers, omdat elk type zijn eigen unieke statische draagvermogeneigenschappen heeft. De online winkel van Aubearing toont meer dan 40,000 soorten lagers, die allemaal zijn gemarkeerd met statische en dynamische draagvermogens.
Conclusie
Statisch draagvermogen is belangrijk bij het selecteren van lagers voor welke toepassing dan ook. Lagers met een hoger statisch draagvermogen kunnen betere prestaties, betrouwbaarheid en levensduur bieden, terwijl lagers met een lager statisch draagvermogen tot voortijdige uitval en veiligheidsrisico's kunnen leiden. Door rekening te houden met de verwachte belastings- en bedrijfsomstandigheden en met de vereiste betrouwbaarheids- en prestatieniveaus, kunnen ingenieurs het meest geschikte lager selecteren met het juiste statische draagvermogen voor de toepassing. Als u vragen heeft over de statische belasting van lagers, neem dan tijdig contact op met de online engineers van Aubearing en wij zullen uw vragen te allen tijde beantwoorden.