Egy csapágy ritkán hibásodik meg, mert rosszul készült. Meghibásodik, mert bizonyos számú terhelés alatti fordulat után a közvetlenül a versenypálya felülete alatt lévő anyag végre kimerül. A csapágy élettartamának kiszámítása annak a tudományága, hogy megbecsülik, mikor jön el ez a pillanat, és azon kevés mérnöki becslések egyike, amelyek rutinszerűen eldöntik, hogy egy gép évekig csendesen működik-e, vagy néhány havonta szétszedik.
Ez az útmutató lépésről lépésre végigvezeti a standard módszert: az alapvető besorolási élettartamot, az L10 képletet, a fordulatmilliók üzemórákká alakítását, valamint azokat a korrekciós tényezőket, amelyek a katalógus figuráját a valósághoz közelebbivé varázsolják.
Mit jelent valójában a csapágyélet
A gördülőcsapágy terminológiájában az élettartam szinte mindig a kifáradásra utal, nem pedig a kopásra, a korrózióra vagy a kenőanyag meghibásodására. Három kifejezés fedi le a legtöbb beszélgetést:
- L10, az alapvető besorolási élettartam — az a fordulatszám, amelyet egy azonos csapágycsoport 90%-a teljesít, vagy meghaladja, mielőtt a fáradás első jele megjelenik.
- L10h — ugyanaz a mennyiség üzemórákban kifejezve állandó fordulatszám mellett, amit a karbantartó csapatok valójában terveznek.
- Lnm vagy Lnmh, a módosított névleges élettartam — a 90%-tól eltérő megbízhatóságra, valamint a kenésre, szennyeződésekre és a kifáradási terhelési határértékre korrigált alapélettartam.
A 90%-os adat inkább megegyezés, mint ígéret. Azt mondja, hogy egy statisztikailag azonos csoportban minden tizedik csapágy fáradtságot mutathat az L10 elérése előtt, és nagyjából a fele túlélheti az L10 ötszörösét. Az élettartam kiszámítása ezért nem a garantált csereidőpont megtalálásáról szól; a tervezési lehetőségek összehasonlításáról és az ésszerű ellenőrzési intervallumok beállításáról szól.
Az alapvető értékelési életképlet
Minden számítás kiindulópontja a csapágy teherbírását a ténylegesen viselt terheléshez viszonyítja:
L10 = (C / P) p
Itt az L10 millió fordulatszámban van kifejezve. A p kitevő az érintkezési geometriától függ: golyóscsapágyaknál 3, gördülőcsapágyaknál 10/3, mivel a vonalérintkező a pontérintkezőtől eltérően osztja el a terhelést.
| Szimbólum | Jelentése | Tipikus forrás |
|---|---|---|
| C | Alapvető dinamikus terhelés, newtonban | Csapágykatalógus vagy adatlap |
| P | Egyenértékű dinamikus csapágyterhelés, newtonban | A tengelyre ható erőkből számítva |
| p | Életkitevő | 3 a golyóscsapágyakhoz, 10/3 a görgőscsapágyakhoz |
| L10 | Alapvető élettartam, milliónyi fordulatban | Számított eredmény |
| n | Forgási sebesség, fordulat/percben | Alkalmazási adatok |
Az egyenértékű dinamikus terhelés az, ahol a legtöbb mérnöki erőfeszítés megy. A sugárirányú és axiális erők egyetlen értékben egyesülnek, ami ugyanazt a fárasztó hatást eredményezi, mint a valódi terhelés. Egy enyhén terhelt mélyhornyú golyóscsapágy esetében ez egy egyszerű radiális kifejezés lehet; erős tolóerő alatt álló csapágyaknál az axiális hozzájárulás dominálhat, és drámaian megváltoztathatja az eredményt.
Maga a terhelhetőség is figyelmet érdemel. Mivel a C-beli különbség köbös viszonyon megy keresztül, a kis kapacitásbeli különbség a számított élettartam nagy különbségévé válik.
6000-es sorozatú lezárt mélyhornyú golyóscsapágyak A lezárt 6000-es sorozatú csapágyak előolajozott szennyeződés elleni védelmet és közzétett dinamikus/statikus terhelési értékeket kínálnak a kiszámított kifáradási élettartam összehasonlításához. Termék megtekintése → Forradalmak millióitól az üzemórákig
A forradalmi fáradtság az elmélet számára hasznos, de a tervezők órákban gondolkodnak. Állandó sebességgel:
L10h = (1 000 000 / (60 × n)) × L10
ahol n fordulat/perc. A zárójelben szereplő kifejezés egyszerűen az egymillió fordulat felhalmozásához szükséges órák száma. 1500 ford./percnél ez körülbelül 11,1 órát vesz igénybe, tehát a 300 milliós fordulatszámú alapnévleges élettartam nagyjából 3300 üzemórának felel meg.
A képlet állandó sebességet és állandó terhelést feltételez. Ha bármelyik változik a munkaciklus során, a számítást másként kell kezelni.
Az L10-en túl: Megbízhatóság, kenés és szennyeződés
Az alapvető névleges élettartam megfelelően felszerelt csapágyat, megfelelő kenőanyag-filmet, tiszta környezetet és elég enyhe terhelést feltételez ahhoz, hogy ne telítse el az anyagot. Valódi gépek ritkán felelnek meg ezeknek a feltételeknek, ezért a szokásos gyakorlat az L10 két tényezővel történő módosítása:
- a1, a megbízhatósági tényező. 90%-os megbízhatóságnál 1-nek felel meg, és gyorsan esik, ahogy a cél emelkedik – 0,64 körül 95%-nál, és lényegesen alacsonyabb 99%-nál.
- aISO, néha aSKF-ként írva, az életmódosítási tényező. Figyelembe veszi a kenés minőségét, a szennyezettségi szintet, valamint az alkalmazott terhelés és a csapágy kifáradási határértéke közötti arányt.
Egy jól kenhető csapágy egy tiszta házban könnyen elérheti az alapvető névleges élettartamának kétszeresét vagy háromszorosát. Ugyanaz a csapágy egy vékony kenőanyag filmen fut, a tömítések körül dörzsölő porral, ennek egy részét elérheti. A viszkozitási arány, a szűrés és a tömítés kiválasztása ezért nem mellékes; gyakran ezek a döntő változók.
Amikor a terhelés és a sebesség nem állandó
A szállítószalagok, sebességváltók, szivattyúk és mezőgazdasági gépek ritkán működnek egy terheléssel és egy sebességgel. Egy több szegmensből álló munkaciklus esetén minden szegmens egyenértékű terheléssé alakul, amely ugyanazt a kifáradási hatást eredményezi a teljes ciklus során:
Pm = [ Σ (Pi p × ni × ti) / Σ (ni × ti) ] 1/p
Minden szegmens az általa képviselt fordulatszám arányában járul hozzá, a nehéz szegmensek pedig a kitevő miatt dominálnak. A rövid csúcsterhelés ezért többet számíthat, mint több órányi könnyű futás – ez egy ismerős minta a berendezésekben, amelyek terhelés alatt indulnak és állnak meg, ahol a gyorsulási nyomaték és az ütések alakítják a munkaciklust.
A szerelt egységek köré épített gépeknél a terhelésszámítást és a házválasztást általában együtt kezelik, mivel a ház, a tengely illesztése és a tömítés elrendezése egyaránt befolyásolja a gördülőelemeket érő terhelést.
UC Set csavaros reteszelő betét csapágy sorozat Szerelt betétcsapágyak kettős rögzítőcsavarokkal, GCr15 gyűrűkkel, 12-90 mm-es tengelyméretekkel és felsorolt terhelési értékekkel a ház kiválasztásához. Termék megtekintése → Egy rövid kidolgozott példa
Vegyünk egy 6205-ös mélyhornyú golyóscsapágyat, amelynek dinamikus alapterhelése körülbelül 14 kN, és 2 kN egyenértékű dinamikus terhelést hordoz 1 500 ford./percnél.
- Számítsa ki a terhelési arányt: C / P = 14 / 2 = 7.
- Emelje fel 3-ra: 7³ = 343, tehát L10 = 343 millió fordulat.
- Átváltás órákra: 343 × (1 000 000 / (60 × 1 500)) ≈ 3 800 óra.
- Alkalmazza a korrekciós tényezőket. A1 = 1 és jó kenési feltételek mellett aISO = 2 érték mellett a módosított élettartam nagyjából 7 600 óra lesz.
A számok illusztrációk, de a minta jellemző. A korrekciós tényezők megkétszerezhetik vagy megfelezhetik az eredményt, míg a terhelés 20%-os változása több mint 60%-kal mozdítja el az élettartamot a köbös viszonyon keresztül. Az érzékenység többet számít, mint a tizedesjegyek.
Hibák, amelyek torzítják az eredményt
- A statikus terhelési besorolás használata a dinamikus besorolás helyett, vagy a newtonok és a kilonewtonok keverése.
- A kombinált terhelés axiális összetevőinek figyelmen kívül hagyása, különösen szögérintkező és mélyhornyú csapágyak esetén.
- Az óraképlet alkalmazása olyan sebességgel, amely csak a munkaciklus egy részére vonatkozik.
- A különböző beszállítóktól származó C katalógus értékeinek kezelése közvetlenül összehasonlíthatóként anélkül, hogy ellenőrizné a mögöttük lévő szabványt.
- A kenést és a szennyeződést kihagyva a számításból, aztán azon tűnődve, hogy a valós élettartam miért nem egyezik a táblázattal.
- Elfelejtve, hogy az eltolódás, a helytelen illeszkedések és a vibráció felgyorsítja a fáradtságot anélkül, hogy az egyenletben bárhol is megjelenne.
A számítás összehasonlító eszköz, nem kristálygömb. Értéke abban rejlik, hogy megmutatja, melyik változtatás – egy nagyobb csapágy, egy jobb kenőanyag, egy szorosabb tömítés – a legtöbb életet a legkisebb erőfeszítéssel.
A számítás csapágyválasztássá alakítása
Ningbóban 1994 óta gyártunk mélyhornyú golyóscsapágyakat és betétes csapágyakat, 3 mm-től 100 mm-ig terjedő furatméretben. Az általunk szállított termékek nagy része olyan alkalmazásokba kerül, ahol valaki éppen befejezte az életkiszámítást, és olyan alkatrészre van szüksége, amely megfelel a válasznak. A hozzánk érkező kérdések általában a terhelési besorolásokra, a hézagokra, a tömítésekre és illesztésekre vonatkoznak, nem pedig a képletekre, és ez az a része a munkának, amelyet a legjobban ismerünk.
Ha az Ön munkaciklusa változó terhelést és szerelt egységet tartalmaz, műszaki csapatunk végigkíséri Önnel a számokat, és megerősíti a telepítésnek megfelelő házat, betétet és tengely illeszkedést. A jegyzetek terhelésszámítás és párnablokk egységek kiválasztása hasznos kiindulópontot jelentenek.
UCP sorozatú párnablokk csapágyegységek Párnablokk egységek HT200 vagy QT450-10 házzal, GCr15 betétekkel, zsíros idomokkal és UCP 201–218 méretekkel a szerelt egység kiválasztásához. Termék megtekintése → A mérsékelt radiális terhelés mellett folyamatosan működő berendezésekhez - villanymotorok, szivattyúk, kis sebességváltók - szabványos mélyhornyos kínálatunk lefedi a leggyakoribb méreteket, ill. villanymotor csapágyak megmutatja, hogy általában mit biztosítunk az adott feladathoz. Küldje el nekünk a terhelést, a sebességet és az üzemórákat, és mi segítünk a számításból olyan csapágyat alakítani, amelyet valóban megrendelhet.
