Exemplos de cálculo

Exemplo 1: Vida nominal básica e a vida nominal SKF

Um rolamento rígido de esferas SKF Explorer 6309 é feito para operar a 3.000 r/min sob uma carga radial constante Fr = 10 kN. A lubrificação por óleo deve ser usada. O óleo tem uma viscosidade cinemática real de v = 20 mm2/s a uma temperatura operacional normal. A confiabilidade desejada é 90% e supõe-se que as condições operacionais sejam muito limpas. Quais serão as vidas nominais SKF e básica?
a) A vida nominal básica para confiabilidade de 90% é

Example 1 a): formula

A partir da tabela de produto do rolamento 6309, C = 55,3 kN. Como a carga é puramente radial, P = Fr = 10 kN (→ Carga dinâmica equivalente do rolamento). Portanto, em milhões de revoluções

Example 1 a): equation 1

ou em horas operacionais

Example 1 a): equation 2

Example 1 a): equation 3
b) A vida nominal SKF para confiabilidade de 90% é

Example 1 b): formula
  • Como uma confiabilidade de 90% é necessária, a vida L10 m deve ser calculada e a1 = 1 (tabela 1).
  • A partir da tabela de produto do rolamento 6309, dm = 0,5 (d + D) = 0,5 (45 + 100) = 72,5 mm
  • A partir do diagrama 1, a viscosidade nominal do óleo à temperatura operacional para uma velocidade de 3.000 r/min, v1 = 8,15 mm2/s. Por isso, κ = ν/ν1 = 20/8,15 = 2,45
  • Na tabela de produtos, Pu = 1,34 kN e Pu/P = 1,34/10 = 0,134. Como as condições são muito limpas, ηc = 0,8 (tabela 2) e ηc (Pu/P) = 0,107. Com κ = 2,45 e utilizando a escala SKF Explorer nodiagrama 2, o valor de aSKF = 8 é obtido. Então, de acordo com a equação de vida nominal SKF, em milhões de revoluções,

    Example 1 b): equation 1

    ou em horas operacionaisl, utilizando

    Example 1 b): equation 2

    Example 1 b): equation 3

Exemplo 2: Verificação das condições de contaminação

Uma aplicação existente deve ser revisada. Um rolamento rígido de esferas SKF Explorer 6309-2RS1 com vedações integradas e preenchimento com graxa padrão está funcionando sob as mesmas condições, conforme descrito no exemplo 1 (κ = 2,45). As condições de contaminação dessa aplicação devem ser verificadas para determinar se é possível utilizar um rolamento mais econômico para obter uma vida requerida mínima de 3.000 horas de operação.
  • Considerando a lubrificação a graxa e vedações integradas, a contaminação pode ser caracterizada como de alta nível de limpeza e, na tabela 2, ηc = 0,8. Com Pu/P = 0,134, ηc (Pu/P) = 0,107, usando a escala SKF Explorer no diagrama 1 e κ = 2,45, aSKF = 8.

    Example 2: equation 1

    em horas operacionais
  • Um arranjo de rolamentos mais econômico utilizaria um rolamento com placa de proteção SKF Explorer 6309-2Z. O nível de contaminação pode ser caracterizado como limpeza normal e, portanto, na tabela 2, ηc = 0,5. Com Pu/P = 0,134, ηc (Pu/P) = 0,067, usando a escala SKF Explorer no diagrama 2 e κ = 2,45, aSKF ≈ 3,5.

    Example 2: equation 2

    em horas operacionais.

Conclusão: Essa aplicação conseguiria aproveitar uma solução mais econômica, substituindo o rolamento vedado por um rolamento com placas de proteção.

Exemplo 3: Verifique as condições de carga dinâmica e estática

O ciclo de trabalho de um rolamento autocompensador de rolos vedado SKF Explorer 24026-2CS2/VT143 utilizado em equipamentos de transporte pesados de uma siderúrgica tem as condições operacionais listadas na tabela 3.
A carga estática dessa aplicação é determinada com precisão razoável, considerando as cargas inerciais que ocorrem durante o carregamento e a cargas de choque, que podem ocorrer caso algo caia acidentalmente.
É necessário verificar as condições das cargas dinâmica e estática dessa aplicação, supondo uma vida operacional necessária L10 mh de 60 mil horas e um fator de segurança estática mínimo de 1,5.

Na tabela de produtos e no texto introdutório:
  • Classificações de carga:
    C = 540 kN; C0 = 815 kN; Pu = 81,5 kN
  • Dimensões:
    d = 130 mm; D = 200 mm,
    portanto, dm = 0,5 (130 + 200) = 165 mm
  • Preenchimento com graxa:
    Graxa de pressão extrema com um espessante de lítio e óleo de base mineral, de classe 2 de consistência NLGI, para uma faixa de temperaturas de –20 a 110 °C e uma viscosidade de óleo base a 40 e 100 °C de 200 e 16 mm2/s, respectivamente.

Os cálculos a seguir são efetuados ou os valores são determinados (tabela 4):
  1. ν1 = viscosidade nominal [mm2/s] (diagrama 1) – entrada: dm e velocidade
  2. ν = viscosidade operacional real [mm2/s] (diagrama 3) – entrada: viscosidade do lubrificante a 40 ° C e temperatura operacional
  3. κ = relação de viscosidade – calculada (ν/ν1)
  4. ηc = fator para o nível de contaminação (tabela 2) – “Alto nível de limpeza”, rolamento vedado: ηc = 0,8
  5. L10 h = vida nominal básica de acordo com a equação (→ Vida nominal básica) – entrada: C, P e n
  6. aSKF = a partir do diagrama 4 – entrada: Rolamento SKF Explorer, ηc, Pu, P e κ
  7. L10mh1,2, … = vida nominal SKF de acordo com a equação (→ Vida nominal SKF) – entrada: aSKF e L10h1,2,…
  8. L10mh = vida nominal SKF de acordo com a equação (→ Cálculo da vida útil com condições operacionais variáveis) – entrada: L10mh1, L10mh2, … e U1, U2, …
A vida nominal SKF de 84.300 horas excede a vida operacional necessária, portanto, as condições de carga dinâmica do rolamento são verificadas.
Finalmente, o fator de segurança estática dessa aplicação é verificada usando

Example 3, equation 1

Example 3, equation 1

A fórmula acima mostra que a segurança estática dessa aplicação é verificada. Como a carga estática é determinada de maneira precisa, a margem relativamente pequena entre a segurança estática calculada e a recomendada não representa um problema.
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