Wytyczne dotyczące obciążenia statycznego łożysk

Wytyczne dotyczące obciążenia statycznego łożysk

Obciążenie statyczne i obciążenie dynamiczne mają kluczowe znaczenie dla normalnej pracy łożyska i są ważnymi wskaźnikami nośności łożyska. Obciążenie statyczne odnosi się do zdolności łożyska do wytrzymywania obciążenia w stanie statycznym. Na tym blogu Aubearing zagłębi się w znaczenie obciążenia statycznego przy wyborze odpowiedniego łożyska.

Co to jest obciążenie statyczne łożyska?

Zgodnie z definicją ISO 14728-2 obciążenie statyczne C 0 to wielkość obciążenia, jakie łożysko może wytrzymać, zanim suma odkształceń kulki i bieżni osiągnie 0.01% (0.0001-krotność) średnicy kulki. Jednakże normę zaktualizowano, aby określić poziomy obciążenia, które mogą wytworzyć naprężenie kontaktowe bieżni o wartości 480,000 3,310 funtów na cal kwadratowy (psi) [XNUMX megapaskali (Mpa)] Hz. Jakkolwiek zdefiniowana, nośność statyczna łożyska jest prawie zawsze wyższa niż nośność dynamiczna. Odkształcenie plastyczne materiałów kulek i bieżni, które występuje, gdy obciążenie jest przyłożone do łożyska w stanie statycznym (nieruchomym) lub wolno poruszającym się. Jeśli to odkształcenie zostanie przekroczone, właściwości eksploatacyjne łożyska pogorszą się, co spowoduje zwiększone wibracje, hałas i tarcie.

Funkcja obciążenia dynamicznego i statycznego

Chociaż nośność statyczna nie jest parametrem używanym w obliczeniach życie nośne, jest to ważny parametr w pomiarze wydajności łożyska. Niektóre przykłady obciążeń statycznych obejmują ciśnienie, obciążenia udarowe i siły trzymające. Na przykład, gdy łożysko przestanie się obracać, a wiertło pracuje, łożysko będzie poddane obciążeniu statycznemu. Podobnie, gdy łożysko poddawane jest chwilowemu uderzeniu w chwili, gdy zaczyna się obracać, podlega ono obciążeniu statycznemu. Z drugiej strony, wstrząsy i wibracje są często spowodowane warunkami losowymi, nieprzewidywalnymi i/lub trudnymi do oszacowania. Nie trzeba dodawać, że przekroczenie nośności statycznej z pewnością pogorszy działanie łożyska.

Oblicz obciążenie statyczne łożyska

Statyczne załadować łożyska oznacza maksymalne obciążenie, jakie może ono wytrzymać bez trwałego odkształcenia. Obliczanie nośności statycznej ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia przydatności łożyska do określonego zastosowania. Następnie Aubearing omówi wzory i metody obliczania nośności statycznej łożysk. Obliczanie obciążeń statycznych łożysk obejmuje kilka czynników, w tym geometrię łożyska, materiały i procesy produkcyjne. Ogólny wzór obliczeniowy obciążenia statycznego łożyska jest następujący:

C0 = (P0 / F0) x ​​C

C0 to nośność statyczna
P0 to obciążenie statyczne wywierane na łożysko
F0 jest odpowiednim współczynnikiem obciążenia
C to podstawowa nośność dynamiczna łożyska

Współczynnik obciążenia F0 uwzględnia typ łożyska, kierunek obciążenia, warunki smarowania i inne czynniki, które mogą mieć wpływ na pracę łożyska. Zwykle jest on dostarczany przez producenta łożysk i można go również znaleźć w katalogach łożysk. Określ obciążenie statyczne P0 przyłożone do łożyska w niutonach (N) lub funtach (funtach). Można to obliczyć na podstawie masy sprzętu lub maszyny, na której znajdują się łożyska.

Określ współczynnik obciążenia F0 w oparciu o typ łożyska i inne istotne czynniki. Współczynnik ten można uzyskać od producenta łożyska lub z katalogu łożysk.

Określ podstawową nośność dynamiczną C łożyska, która jest wartością podaną przez producenta łożyska. Wskazuje, że łożysko może bez awarii wytrzymać obciążenie rzędu miliona obrotów.

Statyczny współczynnik bezpieczeństwa łożyska

Obciążenie statyczne jest zwykle nieoczekiwanym i trudnym do oszacowania wpływem na łożysko. Dlatego producenci łożysk zalecają obliczanie statycznego współczynnika bezpieczeństwa w oparciu o rodzaj zastosowania i warunki pracy. Statyczny współczynnik bezpieczeństwa to stosunek podstawowego obciążenia statycznego do maksymalnego łącznego obciążenia statycznego przyłożonego do łożyska. Wartość ta może wahać się od 2 dla warunków płynnej pracy, gdzie ryzyko wibracji jest niskie, do 5 lub 6 dla zastosowań, które mogą być narażone na silne obciążenia udarowe.

Statyczny współczynnik bezpieczeństwa

S 0 = współczynnik bezpieczeństwa obciążenia statycznego
C 0 = nośność statyczna
F 0max = maksymalne łączne obciążenie statyczne

Jeżeli siły i momenty występują jednocześnie, należy obliczyć wypadkowe obciążenie statyczne (zwane także równoważnym obciążeniem statycznym) i zastosować je do określenia współczynnika bezpieczeństwa obciążenia statycznego. Ponadto, ogólnie rzecz biorąc, jeśli przyłożone obciążenie jest mniejsze niż 2.8-krotność napięcia wstępnego łożyska, napięcie wstępne należy uwzględnić w wynikowym obliczeniu obciążenia statycznego.

Czynniki wpływające na obciążenie statyczne

Warto zaznaczyć, że na nośność statyczną łożysk wpływa wiele czynników, m.in.:

Materiały i procesy obróbki cieplnej

Czynniki takie jak konstrukcja łożyska, jakość, materiały i technologia będą miały wpływ na znamionowe obciążenie statyczne łożyska; materiał i proces obróbki cieplnej określają parametry użytkowe, takie jak twardość, wytrzymałość i granica zmęczenia, które mają kluczowy wpływ na żywotność łożyska. Dlatego przy projektowaniu i produkcji łożysk należy zwrócić uwagę na dobór i kontrolę materiałów oraz obróbkę cieplną.

Geometria łożyska

Budowa geometryczna łożyska jest jednym z ważnych czynników wpływających na jego nośność i żywotność. Rozsądna geometria łożyska może skutecznie zmniejszyć zużycie łożyska i uszkodzenia zmęczeniowe oraz zwiększyć żywotność łożyska.

Temperatura

Ze względu na zasadę „rozszerzania i kurczenia się cieplnego” temperatura ma wpływ na nośność statyczną łożyska. Wraz ze wzrostem temperatury struktura molekularna wewnątrz łożyska „rozszerza się”, a jego nośność spada. Wysokie temperatury mogą powodować zmiękczenie lub utratę wytrzymałości materiałów łożyskowych.

Czas

Nośność statyczna łożyska opiera się na obciążeniach krótkotrwałych, zwykle trwających tylko kilka sekund. Jeżeli łożysko poddawane jest obciążeniu statycznemu przez dłuższy czas, powoduje to zmęczenie materiału łożyska i zmniejszenie jego nośności statycznej.

Wibracje i wstrząsy

Nośność statyczna łożysk nie jest odpowiednia do zastosowań, w których występują obciążenia wibracyjne lub udarowe. Nawet jeśli obciążenie mieści się w zakresie nośności statycznej, obciążenia wibracyjne i udarowe mogą spowodować deformację lub awarię łożyska.

smarowniczy

Nośność statyczna łożyska zakłada, że ​​łożysko jest odpowiednio nasmarowane. Nawet jeśli obciążenie mieści się w zakresie nośności statycznej, niewystarczające smarowanie może spowodować uszkodzenie łożyska.

Wyrównanie

Nośność statyczna łożyska zakłada doskonałe współosiowość łożyska. Nawet jeśli obciążenie mieści się w zakresie nośności statycznej, niewspółosiowość może spowodować uszkodzenie łożyska.

Znaczenie nośności statycznej przy doborze łożyska

Nośność statyczna łożyska jest powiązana z wieloma czynnikami, takimi jak skład materiału, konstrukcja i proces produkcyjny. Łożyska o większej nośności statycznej są zwykle wykonane z mocniejszych materiałów i wytrzymują duże obciążenia. Natomiast łożyska o niższej nośności statycznej są zwykle wykonane z bardziej miękkich materiałów i nadają się do mniejszych obciążeń.

Gdy obciążenie przekracza jego nośność statyczną, może to spowodować trwałe odkształcenie lub uszkodzenie łożyska, wpływając na jego wydajność i żywotność. Na przykład, jeśli łożysko zostanie poddane dużemu obciążeniu, którego nie można utrzymać, może wystąpić odkształcenie plastyczne, prowadzące do zwiększonego tarcia, wibracji, hałasu, zmniejszonej wydajności itp. W skrajnych przypadkach łożyska mogą ulec całkowitej awarii, co prowadzi do kosztownych przestojów i potencjalne zagrożenia.

Aby mieć pewność, że łożysko ma odpowiednią nośność statyczną, podczas procesu wyboru należy wziąć pod uwagę kilka czynników. Czynniki te obejmują oczekiwane obciążenia, warunki pracy oraz wymagany poziom niezawodności i wydajności. Należy również wziąć pod uwagę rodzaj łożyska, taki jak łożyska kulkowe, łożyska skośne, łożyska stożkowe, łożyska walcowe lub łożyska ślizgowe, ponieważ każdy typ ma swoją własną, unikalną charakterystykę nośności statycznej. Sklep internetowy Aubearing oferuje ponad 40,000 XNUMX typów łożysk, z których wszystkie są oznaczone nośnością statyczną i dynamiczną.

Wnioski

Nośność statyczna jest ważna przy wyborze łożysk do dowolnego zastosowania. Łożyska o wyższej nośności statycznej mogą zapewnić lepszą wydajność, niezawodność i żywotność, podczas gdy łożyska o niższej nośności statycznej mogą prowadzić do przedwczesnych awarii i zagrożeń dla bezpieczeństwa. Biorąc pod uwagę oczekiwane warunki obciążenia i pracy, a także wymagany poziom niezawodności i wydajności, inżynierowie mogą wybrać najbardziej odpowiednie łożysko o odpowiedniej nośności statycznej dla danego zastosowania. Jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące obciążenia statycznego łożysk, skontaktuj się z inżynierami internetowymi Aubearing w odpowiednim czasie, a my odpowiemy na Twoje pytania w dowolnym momencie.