Følg meg på:
Veiledning om statisk belastning av lagre
Statisk belastning og dynamisk belastning er avgjørende for normal drift av lageret og er viktige indikatorer på lagerets lastekapasitet. Statisk belastning refererer til lagerets evne til å tåle belastning i statisk tilstand. I denne bloggen vil Aubearing fordype seg i viktigheten av statisk belastning for å velge riktig lager.
Hva bærer statisk belastning?
I henhold til ISO 14728-2-definisjonen er statisk belastning C 0 mengden belastning et lager kan tåle før summen av kule- og løpebanedeformasjoner tilsvarer 0.01 % (0.0001 ganger) av kulediameteren. Standarden har imidlertid blitt oppdatert for å spesifisere belastningsnivåer som kan produsere 480,000 3,310 pund per kvadrattomme (psi) [XNUMX megapascal (Mpa)] Hz kontaktspenning i løpebanen. Uansett definert, er den statiske belastningskapasiteten til et lager nesten alltid høyere enn den dynamiske belastningskapasiteten. Den plastiske deformasjonen av kule- og løpebanematerialer som oppstår når en belastning påføres et lager i en statisk (ikke-bevegelig) eller saktegående tilstand. Hvis denne deformasjonen overskrides, vil kjøreegenskapene til lageret reduseres, noe som resulterer i økt vibrasjon, støy og friksjon.
Selv om statisk lastekapasitet ikke er en parameter som brukes i beregningen av lagerlevetid , er det en viktig parameter i måling av lagerytelse. Noen eksempler på statiske belastninger inkluderer trykk, støtbelastninger og holdekrefter. For eksempel, når lageret stopper å rotere og borekronen er i drift, vil lageret bli utsatt for statisk belastning. På samme måte, når et lager utsettes for et kortvarig støt når det først begynner å rotere, blir det utsatt for en statisk belastning. Støt og vibrasjoner, derimot, er ofte forårsaket av forhold som er tilfeldige, uforutsigbare og/eller vanskelige å kvantifisere. Det sier seg selv at overskridelse av den statiske lastekapasiteten definitivt vil svekke lagerytelsen.
Beregn lagerets statiske belastning
Den statiske belastningen på et lager refererer til den maksimale belastningen det kan bære uten permanent deformasjon. Beregning av statisk bæreevne er avgjørende for å sikre at et lager er egnet for en spesifikk applikasjon. Deretter vil Aubearing diskutere formlene og metodene for å beregne den statiske bæreevnen til lagre. Beregning av statiske lagerbelastninger involverer flere faktorer, inkludert lagergeometri, materialer og produksjonsprosesser. Den generelle beregningsformelen for statisk belastning på lagre er som følger:
C0 = (P0 / F0) x C
C0 er den statiske bæreevnen
P0 er den statiske belastningen som utøves på lageret
F0 er passende belastningsfaktor
C er den grunnleggende dynamiske belastningen til lageret
Belastningsfaktoren F0 tar hensyn til lagertype, lastretning, smøreforhold og andre faktorer som kan påvirke lagerytelsen. Det leveres vanligvis av lagerprodusenten og kan også finnes i lagerkataloger. Bestem den statiske belastningen P0 som påføres lageret i Newton (N) eller pund (lbs). Dette kan beregnes basert på vekten av utstyret eller maskineriet som lageret støtter.
Bestem belastningsfaktoren F0 basert på lagertypen og andre relevante faktorer. Denne faktoren kan fås fra lagerprodusenten eller fra en lagerkatalog.
Bestem den grunnleggende dynamiske belastningsgraden C for lageret, som er verdien gitt av lagerprodusenten. Det indikerer at lageret kan operere en belastning på en million omdreininger uten feil.
Lager statisk sikkerhetsfaktor
Statisk belastning er vanligvis en uventet og vanskelig å kvantifisere innvirkning på lageret. Derfor anbefaler lagerprodusenter at en statisk sikkerhetsfaktor beregnes basert på type bruk og driftsforhold. Den statiske sikkerhetsfaktoren er forholdet mellom den grunnleggende statiske belastningen og den maksimale kombinerte statiske belastningen som påføres lageret. Dette kan variere fra 2 for jevne driftsforhold der risikoen for vibrasjon er lav, til 5 eller 6 for applikasjoner som kan være utsatt for alvorlig støtbelastning.
S 0 = statisk lastsikkerhetsfaktor
C 0 = statisk lastkapasitet
F 0max = maksimal kombinert statisk last
Når krefter og momenter eksisterer samtidig, bør den resulterende statiske lasten (også kalt ekvivalent statisk last) beregnes og brukes til å bestemme den statiske lastsikkerhetsfaktoren. I tillegg, generelt, hvis den påførte lasten er mindre enn 2.8 ganger lagerforspenningen, må forspenningen tas med i beregningen av den resulterende statiske lasten.
Faktorer som påvirker statisk belastning
Det er verdt å merke seg at det er mange faktorer som påvirker den statiske belastningskapasiteten til lagre, inkludert:
Materialer og varmebehandlingsprosesser
Faktorer som lagerdesign, kvalitet, materialer og teknologi vil alle påvirke den nominelle statiske belastningen til lageret; materialet og varmebehandlingsprosessen bestemmer ytelsesparametere som hardhet, seighet og utmattingsgrense, som har en sentral innvirkning på lagerets levetid. Derfor, ved lagerdesign og produksjon, bør oppmerksomhet rettes mot valg og kontroll av materialer og varmebehandling.
Lagergeometri
Den geometriske strukturen til et lager er en av de viktige faktorene som påvirker dets bæreevne og levetid. Rimelig lagergeometri kan effektivt redusere lagerslitasje og utmattingsskader og øke lagerets levetid.
Temperatur
På grunn av prinsippet om "termisk ekspansjon og sammentrekning", påvirkes den statiske bæreevnen til lageret av temperaturen. Når temperaturen øker, vil den molekylære strukturen inne i lageret "utvide seg" og dens bæreevne reduseres. Høye temperaturer kan føre til at lagermaterialer mykner eller mister styrke.
Tid
Den statiske bæreevnen til et lager er basert på kortsiktige belastninger, vanligvis bare noen få sekunder. Hvis et lager utsettes for statisk belastning over lengre tid, vil det føre til utmatting av lagermaterialet og redusere dets statiske lastkapasitet.
Vibrasjon og støt
Den statiske bæreevnen til lagrene er ikke egnet for applikasjoner med vibrasjons- eller støtbelastninger. Selv om lasten er innenfor den statiske lastbæreevnen, kan vibrasjons- og sjokkbelastninger forårsake lagerdeformasjon eller svikt.
smøre
Den statiske bæreevnen til et lager forutsetter at lageret er tilstrekkelig smurt. Selv om lasten er innenfor den statiske lastbærende kapasiteten, kan utilstrekkelig smøring forårsake lagersvikt.
Justering
Den statiske lastbærende kapasiteten til et lager forutsetter perfekt lagerinnretting. Selv om lasten er innenfor den statiske lastkapasiteten, kan feiljustering forårsake lagerfeil.
Viktigheten av statisk lastkapasitet ved valg av lager
Den statiske belastningskapasiteten til et lager er relatert til mange faktorer, som materialsammensetning, design og produksjonsprosess. Lagre med høyere statisk belastningskapasitet er vanligvis laget av sterkere materialer og tåler tung belastning. Derimot er lagre med lavere statisk belastningskapasitet vanligvis laget av mykere materialer og er egnet for lettere belastninger.
Når lasten overskrider dens statiske lastkapasitet, kan det forårsake permanent deformasjon eller skade på lageret, noe som påvirker dets ytelse og levetid. For eksempel, hvis et lager utsettes for en tung belastning som ikke kan støttes, kan det oppstå plastisk deformasjon som fører til økt friksjon, vibrasjoner, støy, redusert effektivitet osv. I ekstreme tilfeller kan lagrene svikte helt, noe som fører til kostbar nedetid og potensielle risikoer.
For å sikre at et lager har tilstrekkelig statisk bæreevne, er det avgjørende å vurdere flere faktorer under utvelgelsesprosessen. Disse faktorene inkluderer forventet belastning, driftsforhold og nødvendige pålitelighets- og ytelsesnivåer. Type lager, som kulelager, vinkelkontaktlager, koniske rullelager, sylindriske rullelager eller glidelager, må også vurderes, da hver type har sine egne unike statiske bæreevneegenskaper. Aubearings nettbutikk viser mer enn 40,000 XNUMX typer lagre, som alle er merket med statiske og dynamiske lastekapasiteter.
Konklusjon
Statisk bæreevne er viktig når du velger lagre for enhver bruk. Lagre med høyere statisk bæreevne kan gi bedre ytelse, pålitelighet og levetid, mens lagre med lavere statisk bæreevne kan føre til for tidlig svikt og sikkerhetsrisiko. Ved å vurdere de forventede belastnings- og driftsforholdene samt de nødvendige påliteligheten og ytelsesnivåene, kan ingeniører velge det best egnede lageret med passende statisk lastbærende kapasitet for applikasjonen. Hvis du har spørsmål om den statiske belastningen av lagre, vennligst kontakt Aubearings online ingeniører i tide, og vi vil svare på spørsmålene dine når som helst.