Materiał pochodzi ze strony: http://e-zipk.ia.polsl.pl/bearings/
Politechnika Śląska w Gliwicach | Instytut Automatyki | Zakład Inżynierii Systemów
11. Trwałość, nośność i obciążenie zastępcze łożysk tocznych
Teoria

  • Historia

  • Wiadomości wstępne

  • Łożyska toczne, ich budowa i podział

  • Schemat podziału

  • Promieniowe kulkowe

  • Promieniowe wałeczkowe

  • Osiowe

  • Inne łożyska

  • Normalizacja

  • Porównanie

  • Trwałość, nośność i obciążenie

  • Obciążenie statyczne i dynamiczne

  • Koszyki, smarowanie, dozór

  • Różne

  • Podstawowe pojęcia

    Źródła

  • Podstawowymi wielkościami charakteryzującymi zdolność łożyska do trwałego przenoszenia obciążeń przy określonej prędkości obrotowej są nośność dynamiczna C oraz trwałość L, a przy bardzo małych prędkościach obrotowych nośność statyczna C0.

    Trwałość łożyska jest to okres pracy w godzinach lub milionach obrotów, do momentu kiedy w 90% badanych łożysk pojawią się pierwsze oznaki zmęczenia materiału powierzchni tocznych.

    Nośność dynamiczna jest to wyrażona w jednostkach siły wartość obciążenia łożyska, przy której jego trwałość równa się 1 milionowi obrotów.

    Zależność między trwałością łożyska, jego nośnością dynamiczną i obciążeniem zewnętrznym jest określona ogólnym wzorem (11_1):

    (11_1)

    gdzie:
    C [N] - nośność dynamiczna (ruchowa) łożyska,
    L [mln obr] - trwałość łożyska wyrażona w milionach obrotów,
    P [N] - zastępcze obciążenie ruchowe (dynamiczne) łożyska,
    p - wykładnik potęgowy dla łożysk:
    - kulkowych p = 3,
    - wałeczkowych i igiełkowych p = 10/3.

    Obliczenie trwałości L z równania (11_1) jest wystarczające, gdy łożyska są użytkowane w konwencjonalnych warunkach. Uwzględnienie różnych czynników wpływających na trwałość umożliwia zmodyfikowanie równanie (11_2 i 11.3):

    (11_2)

    Czyli:

    (11.3)

    gdzie:
    n - indeks określający niezawodność w procentach,
    a1 - współczynnik niezawodności (tab. 11_1),
    a2 - współczynnik materiału,
    a3 - współczynnik warunków pracy.

    Tab. 11_1. Współczynnik niezawodności a1
    Niezawosność [%]909596979899100
    a11.000.620.530.440.330.210.05

    Iloraz C/P jest nazywany współczynnikiem trwałości lub obciążeniem względnym. W maszynach i urządzeniach pracujących przy stałej prędkości obrotowej żądana trwałość określa się godzinach pracy łożyska Lh. Miedzy L i Lh istnieje związek (11.4):

    (11.4)

    gdzie:
    Lh [h] - trwałość wyrażona w godzinach pracy łożyska,
    n [obr/min] - prędkość obrotowa łożyska.

    Obciążenie zastępcze jest to obciążenie tylko poprzeczne dla łożysk poprzecznych lub tylko wzdłużne dla łożysk wzdłużnych, pod działaniem którego łożysko z obracającym się pierścieniem oprawy osiągnie taką samą trwałość, jak w rzeczywistych warunkach obciążenia i przy rzeczywiście obracających się względem kierunku siły pierścieniach.

    Obciążenie zastępcze dla łożysk oblicza się ze wzoru (11.5):

    (11.5)

    gdzie:
    Fr, Fa [N] - obciążenia łożyska poprzeczne (promieniowe) i wzdłużne (osiowe),
    V - współczynnik przypadku obciążenia,
    X, Y - współczynniki obciążenia ruchowego poprzecznego i wzdłużnego.


    Rys. 11_1. Obciążenie zastępcze dynamiczne

    Jeśli pierścień wewnętrzny łożyska obraca się względem kierunku działania obciążenia, należy przyjmować V = 1. Gdy natomiast pierścień wewnętrzny jest nieruchomy względem kierunku obciążenia, to wówczas przyjmuje się V = 1.2.

    Niewielkie zmiany obciążenie uwzględnia się, przyjmując współczynnik nadwyżki dynamicznej fd ≥ 1. Obciążenie efektywne wyznacza się z następującej zależności (11.6):

    (11.6)

    gdzie:
    Pe [N] - obciążenie efektywne,
    fd - współczynnik nadwyżki dynamicznej.

    Tab. 11_2. Wartości współczynnika fd
    Warunki pracyWartość współczynnika fd
    Spokojna praca bez uderzeń1.00
    Spokojna praca z dopuszczalnymi przeciążeniami
    do 25% lub małymi wstrząsami
    1 ÷ 1.2
    Normalna praca z dopuszczalnymi przeciążeniami
    do 50% lub wstrząsami i uderzeniami
    1.2 ÷ 1.8
    Praca przy dużych obciążeniach z uderzeniami1.8 ÷ 2.5
    Ciężka praca i duże uderzenia
    lub duże siły masowe
    2.5 ÷ 3.5

    Nośność dynamiczna efektywna wyrażona jest za pomocą wzoru (11.7):

    (11.7)

    gdzie:
    Ce [N] - nośność dynamiczna efektywna,
    ft - współczynnik wpływu temperatury na nośność dynamiczną.

    Tab. 11.3. Wartości współczynnika ft dla niektórych temperatur
    Temperatura pracy [°C]Wartość współczynnika ft
    1501.00
    2000.90
    2500.75
    3000.60

    Zdolność do przenoszenia obciążeń przez łożysko znajdujące się w spoczynku (tzn. nieruchome lub wykonujące bardzo powolne obroty pełne lub niepełne) jest nazwana nośnością statyczną łożyska. Obciążenie zastępcze spoczynkowe (ściśle poprzeczne dla łożysk poprzecznych, a ścisłe wzdłużne dla łożysk wzdłużnych) jest to obciążenie, w wyniku którego całkowicie odkształcenie trwałe w najbardziej obciążonym miejscu styku bieżni i części tocznej będzie takie samo jak w rzeczywistych warunkach obciążenia.

    Zastępcze obciążenie statyczne oblicza się ze wzoru (11.8):

    (11.8)

    gdzie:
    P0 [N] - zastępcze obciążenie spoczynkowe,
    X0, Y0 - współczynniki obciążenia spoczynkowego poprzecznego i wzdłużnego.


    Rys. 11_2. Zastępcze obciążenie statyczne

    Natomiast nośność statyczną wyznacza się ze wzoru (11.9):

    (11.9)

    gdzie:
    C0 [N] - nośność statyczna (spoczynkowa) łożyska,
    s0 - współczynnik bezpieczeństwa obciążenia statycznego.

    Tab. 11.4. Wartości współczynnika s0
    Charakter pracyWartość współczynnika s0
    Łożyska kulkoweŁożyska wałeczkowe
    spokojna bez drgań i wstrząsów0.51.0
    normalne1.01.8
    obciążenie udarowe1.0 ÷ 1.51.8 ÷ 2.7
    bardzo ciężka praca2.03.5

    Obliczanie trwałości łożyska nie nastręcza trudności, jeżeli wartości obciążeń działających na łożysko i prędkość obrotowa nie zmieniają się.
    Gdy łożysko jest poddane obciążeniom zastępczym P1, P2..., Pk przy prędkościach obrotowych n1, n2..., nk w okresie t1, t2..., tk wówczas można znaleźć stałe obciążenie przeciętne Pśr przy prędkości średniej nśr, pod wpływem którego łożysko wykaże tę samą trwałość, co przy działaniu rzeczywistych zmieniających się obciążeń przy odpowiadających im prędkościach obrotowych. Obciążenie średnie wynosi:

    (11_10)

    gdzie:
    Pśr [N] - obciążenie średnie,
    Pi [N] - obciążenie stałe w czasie Ti,
    ni [obr/min] - prędkość obrotowa stała w czasie Ti,
    Ti - udział czasowy działania obciążenia Pi, przy czym T1 + T2 + ... + Tk = 1.

    Prędkość średnią nśr wyznacza się ze wzoru (11_11):

    (11_11)

    gdzie:
    nśr [obr/min] - prędkość średnia.

    Gdy prędkość obrotowa w rozpatrywanym okresie jest stała, obciążenie zastępcze zaś wzrasta w przybliżeniu linowo lub zmienia się okresowo mniej więcej w sposób ciągły wówczas obciążenie przeciętne wynosi:

    (11_12)

    gdzie:
    Pmin [N] - obciążenie minimalne,
    Pmax [N] - obciążenie maksymalne.


    Rys. 11.3. Obciążenie średnie w przypadku obciążeń rzeczywistych zmieniających się liniowo i okresowo


    Rys. 11.4. Obciążenie średnie w przypadku obciążeń zmieniających się skokowo


    © P.H.U. FART 2007-2013

    www.phufart.pl  |  O nas  |  Dane teleadresowe  |  Dojazd  |  Zasady współpracy  |  Kontakt  |  Mapa strony  |  Oferta handlowa  |  kleje  |  kleje - anaeroby  |  kleje - anaeroby - gwinty  |  kleje - anaeroby - rury  |  kleje - anaeroby - kołnierze  |  kleje - anaeroby - mocowania  |  kleje - anaeroby - impregnaty  |  kleje - akrylowe  |  kleje - akrylowe - modyfikowane  |  kleje - akrylowe - uv  |  kleje - błyskawiczne  |  kleje - blyskawiczne - istant  |  kleje - błyskawiczne - cyjanoakrylowe  |  kleje - epoksydowe  |  kleje - inne - produkty  |  kleje - produkty - pomocnicze  |  kleje - jednostki - symbole - nazwy  |  katalogi  |  materiały na temat łożysk


    łożyska, łożysko - część urządzeńnia technicznego np. maszyny lub mechanizmu, podtrzymująca (łoyskujca) inną jego część (łoyskowaną) w sposób umożliwiający jej wzgldny ruch obrotowy (np. wał). Cechy materiału łożyskowego: dobrą odksztacalnością, odpornoą na zatarcie, mały wspczynnik tarcia suchego, odporność na zużycie, odporność na korozję, wytrzymaość na nacisk w temperaturze pracy, wytrzymaołość zmęczeniowa, dobre przewodnictwo cieplne, stabilno geometryczna, dobra obrabialno.
    [źródło: http://pl.wikipedia.org ]
































    Needle roller bearings have a cylindrical needle-type roller with a comparatively small diameter, where the length is greater than the diameter. Needle roller bearings have small cross-sectional height, and compared with other types of bearings, feature high load capacity and rigidity compared to the space taken by the bearing. Another feature is the low inertial force, which is appropriate for oscillating motion. Using these bearings, it is possible to make mechanical equipment smaller and lighter in weight. Also, it is easy to replace a sliding bearing with a Needle roller bearing.