Cookies na webu SKF

Společnost SKF na svých stránkách používá soubory cookies, které jí umožňují nabídnout návštěvníkům informace v co nejvhodnější formě, například pro zvolenou zemi a jazyk.

Souhlasíte s použitím souborů cookies společnosti SKF?

Trvanlivost ložiska

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Pro odhad očekávané trvanlivosti ložiska můžete použít základní trvanlivost L10nebo trvanlivost podle SKF L10m.
Pokud máte zkušenosti s provozní podmínkami souvisejícími s mazáním a znečištěním a pokud víte, že vaše konkrétní podmínky nemají zásadní vliv na trvanlivost ložisek, použijte výpočet základní trvanlivosti. Jinak SKF doporučuje použít trvanlivost ložiska podle SKF.

Definice trvanlivosti ložiska
Trvanlivost ložiska se vyjadřuje jako počet otáček (nebo počet provozních hodin) za dané rychlosti otáčení, které ložisko může vykonat před tím, než se na valivém tělese nebo na oběžné dráze vnitřního či vnějšího kroužku objeví první známka únavy materiálu (odlupování).

Testy zdánlivě stejných ložisek za stejných provozních podmínek vykazují velký rozptyl v počtu cyklů nebo hodin do doby, než se projeví únava kovu. Odhady trvanlivosti ložisek na základě únavy z valivého styku (RCF) nejsou proto dostatečně přesné a ke stanovení velikosti ložiska je třeba použít statistický přístup.

Základní trvanlivost L10je únavová trvanlivost, jejíž dosažení nebo překročení lze očekávat u 90 % z dostatečně velké skupiny zdánlivě stejných ložisek provozovaných za stejných provozních podmínek.

Při stanovování vhodné velikosti ložiska s použitím uvedené definice porovnejte vypočtenou trvanlivost s požadavky aplikace a zohledněte zkušenosti z předchozího dimenzování, pokud jsou k dispozici. Jinak použijte směrné hodnoty doporučené trvanlivosti pro různé ložiskové aplikace uvedené v tabulce 1tabulce 2.

Vzhledem ke statistickému rozptylu únavové trvanlivosti ložisek je třeba zdůraznit, že pozorovanou dobu do selhání jednotlivého ložiska lze vztáhnout k jeho jmenovité trvanlivosti pouze tehdy, když je pravděpodobnost selhání tohoto ložiska určena vzhledem k celkové skupině ložisek provozovaných za podobných podmínek.

Četné výzkumy selhání ložisek v řadě aplikací potvrdily, že konstrukční zásady založené na 90% spolehlivosti a použití součinitelů dynamické bezpečnosti vede k robustním ložiskovým řešením, u nichž lze typická selhání z důvodu únavy prakticky vyloučit.

Základní trvanlivost
Pokud uvažujete pouze zatížení a otáčky, můžete použít základní trvanlivost L10.

Základní trvanlivost ložiska podle ISO 281 je

Basic rating life
Provedení výpočtů

Pokud jsou otáčky konstantní, je často vhodnější vypočítat trvanlivost v provozních hodinách podle vztahu

Basic rating life in hours

kde
L10základní trvanlivost (při spolehlivosti 90 %) [miliony otáček]
L10hzákladní trvanlivost (při spolehlivosti 90 %) [provozní hodiny]
Czákladní dynamická únosnost [kN]
Pekvivalentní dynamické zatížení ložiska [kN]
notáčky (rychlost otáčení) [1/min]
pexponent rovnice trvanlivosti
= 3 pro kuličková ložiska
= 10/3 pro ložiska s čárovým stykem


Trvanlivost podle SKF
Vypočtená základní trvanlivost moderních vysoce kvalitních ložisek se může výrazně lišit od skutečné provozní trvanlivosti v dané aplikaci. Provozní trvanlivost v určité aplikaci závisí nejen na zatížení a velikosti ložiska, ale také na mnoha ovlivňujících faktorech včetně mazání, stupně znečištění, správné montáže a dalších podmínek prostředí.

Norma ISO 281 používá součinitel upravené trvanlivosti, který doplňuje základní trvanlivost. Součinitel trvanlivosti aSKF využívá stejnou koncepci mezního únavového zatížení Pu (→ Mezní únavové zatížení, Pu) jako norma ISO 281. Hodnoty Pu jsou uvedeny v tabulkové části. Stejně jako norma ISO 281, která bere v úvahu tři důležité provozní podmínky, zohledňuje i součinitel trvanlivosti aSKF podmínky mazání (→ Podmínky mazání – viskózní poměr, κ), úroveň zatížení vzhledem k meznímu únavovému zatížení a součinitel ηc úrovně znečištění (→ Součinitel znečištění, ηc) s použitím

SKF rating life
Provedení výpočtů

Jestliže jsou otáčky konstantní, trvanlivost lze vyjádřit v provozních hodinách ze vztahu

SKF rating life in hours

kde
Lnmtrvanlivost podle SKF (při1) spolehlivosti 100-n %) [miliony otáček]
Lnmhtrvanlivost podle SKF (při1) spolehlivosti 100-n %) [provozní hodiny]
L10základní trvanlivost (při spolehlivosti 90 %) [miliony otáček]
a1součinitel spolehlivosti (tabulka 3), hodnoty podle ISO 281
aSKFsoučinitel trvanlivosti
Czákladní dynamická únosnost [kN]
Pekvivalentní dynamické zatížení ložiska [kN]
notáčky (rychlost otáčení) [1/min]
pexponent rovnice trvanlivosti 
= 3 pro kuličková ložiska
= 10/3 pro ložiska s čárovým stykem

1) Součinitel n představuje pravděpodobnost selhání, tedy rozdíl mezi požadovanou spolehlivostí a 100% spolehlivostí.

Pro 90% spolehlivost:

Lnm trvanlivost podle SKF (při1)spolehlivosti 100-n %) [miliony otáček]

se stává:

L10m = trvanlivost podle SKF [miliony otáček]

Protože součinitel spolehlivost a1 souvisí s únavou, je méně významný při úrovních zatížení P pod hodnotou mezního únavového zatížení PuDimenzování s použitím součinitelů zohledňujících vysokou spolehlivost (např. 99 %) má za následek velké rozměry ložisek pro daná zatížení. V těchto případech je třeba zkontrolovat splnění požadavku minimálního zatížení ložiska. Výpočet minimálního zatížení je popsán v části Požadovaná minimální zatížení.

Tabulka 4 uvádí nejčastěji používané přepočítací součinitele pro převod trvanlivosti ložiska na jiné jednotky než miliony otáček.

Výpočet trvanlivosti ložiska za proměnných provozních podmínek – kolísavé zatížení

V některých aplikacích – například u průmyslových a automobilových převodovek nebo větrných turbín – se provozní podmínky (velikost a směr zatížení, otáčky, teploty a podmínky mazání) neustále mění. V těchto typech aplikací je nejprve třeba zredukovat proměnné provozní podmínky na omezený počet zjednodušených případů zatížení, aby bylo možné vypočítat trvanlivost ložiska (diagram 1).

U neustále se měnících zatížení lze jednotlivé úrovně zatížení shrnout a zatěžovací spektrum nahradit histogramem konstantních bloků zatížení. Každý blok by měl charakterizovat dané procento nebo časový úsek provozu zařízení. Velká a střední zatížení zkracují trvanlivost ložiska rychleji než nízká zatížení. Proto je důležité do zatěžovacího diagramu řádně zaznamenat špičková zatížení, i když se vyskytují poměrně zřídka a trvají krátce. 


V každém pracovním intervalu lze zatížení ložiska a provozní podmínky zprůměrovat a nahradit konstantní zástupnou hodnotou. Je třeba také uvést počet provozních hodin nebo otáček v každém pracovním intervalu, které představují část trvanlivosti odpovídající příslušnému zatížení. Pokud tedy N1 odpovídá počtu požadovaných otáček za podmínek zatížení P1a N je očekávaný počet otáček za všechny cykly proměnného zatížení, potom dílčí úsek U1 = N1/N je použit při podmínkách zatížení P1, což odpovídá vypočtené trvanlivosti L10m1. Za proměnných provozních podmínek lze trvanlivost ložiska vypočítat ze vztahu

Bearing life

kde

L10mtrvanlivost podle SKF (při 90% spolehlivosti) [milióny otáček]
L10m1, L10m2, ...trvanlivosti podle SKF (při spolehlivosti 90 %) za konstantních podmínek 1, 2, … [miliony otáček]
U1, U2, ...dílčí úseky trvanlivosti za podmínek zatížení 1, 2,...
U1 + Un2 + ... Un = 1


Tento způsob výpočtu je vhodný pro aplikace, kde se vyskytují proměnné úrovně zatížení a proměnné otáčky ve známých časových úsecích.

SKF logo