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?

Dynamické zatížení ložiska a trvanlivost

Všeobecné informace o výpočtu trvanlivosti ložisek a základní únosnosti uvedené v kapitole Volba velikosti ložiska platí rovněž pro vysoce přesná ložiska. Je třeba zdůraznit, že veškeré výpočty trvanlivosti, které jsou založeny na ISO 281:2007, platí pro normální otáčky. U aplikací, kde je otáčkové číslo A ≥ 500 000, se obraťte na technicko-konzultační služby SKF.

A = n dm

kde
A=otáčkové číslo [mm/min]
dm=střední průměr ložiska [mm]
= 0,5 (d + D)
n=otáčky (rychlost otáčení) [1/min]
Jmenovitou trvanlivost ložiska lze vypočítat pro podmínky únavového namáhání na základě statistických předpokladů. Podrobné informace jsou uvedeny v části Základní trvanlivost.
Základní dynamická únosnost

Základní dynamická únosnost ložiska C je používána pro výpočet trvanlivosti ložiska, které je dynamicky namáháno, tzn. ložiska, které se otáčí pod zatížením. Vyjadřuje zatížení, při němž ložisko dosáhne základní trvanlivosti L10 1 000 000 otáček podle ISO 281:2007. Předpokládá se, že zatížení má konstantní směr a velikost, a je čistě radiální pro radiální ložiska nebo čistě axiální v ose ložiska pro axiální ložiska.

Základní dynamická únosnost C je uvedena v tabulkové části.

Ekvivalentní dynamické zatížení ložiska

Při výpočtu základní trvanlivosti ložiska s použitím jeho základní dynamické únosnosti je nutné převést skutečné dynamické zatížení na ekvivalentní dynamické zatížení. Ekvivalentní dynamické zatížení ložiska P je definováno jako hypotetické zatížení s konstantním směrem a velikostí, které působí u radiálních ložisek v radiálním směru a u axiálních ložisek v axiálním směru v ose ložiska. Toto hypotetické zatížení by mělo při jeho působení stejný vliv na trvanlivost ložiska jako má skutečné zatížení, kterému je ložisko vystaveno.

Informace a údaje potřebné pro výpočet ekvivalentního dynamického zatížení ložiska jsou uvedeny v textové části každého výrobku.

Základní trvanlivost
Základní trvanlivost ložiska podle ISO 281:2007 je


Proveďte výpočet

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



kde
L10=základní trvanlivost (při 90% spolehlivosti) [milióny otáček]
L10h=základní trvanlivost (při 90% spolehlivosti) [provozní hodiny]
C=základní dynamická únosnost [kN]
P=ekvivalentní dynamické zatížení ložiska [kN]
n=otáčky (rychlost otáčení) [1/min]
p=exponent rovnice trvanlivosti 
= 3 pro ložiska s bodovým stykem
 = 10/3 pro ložiska s čárovým stykem
Trvanlivost hybridních ložisek

Při výpočtu trvanlivosti hybridních ložisek lze použít ty samé hodnoty trvanlivosti jako pro ložiska s ocelovými valivými tělesy. Keramická valivá tělesa v hybridních ložiscích mají mnohem vyšší tvrdost a tuhost než ocelová valivá tělesa. Ačkoli vyšší tvrdost a tuhost vyvolává vyšší stykové napětí mezi keramickými valivými tělesy a ocelovými oběžnými dráhami, praktické zkušenosti a laboratorní testy ukazují, že pro oba typy ložisek je možno uvažovat stejnou trvanlivost.

Rozsáhlé zkušenosti a testování dokazují, že u typických aplikacích v obráběcích strojích je provozní trvanlivost hybridních ložisek podstatně delší než trvanlivost ložisek s ocelovými valivými tělesy. Hybridní ložiska dosahují delší provozní trvanlivosti díky tvrdosti, nízké měrné hmotnosti a kvalitě povrchu valivých těles. Nízká měrná hmotnost minimalizuje vnitřní zatížení způsobené odstředivými a setrvačnými silami, zatímco vyšší tvrdost činí valivá tělesa méně náchylnými na opotřebení. Jejich kvalita povrchu umožňuje optimalizovat účinky maziva.

Potřebné minimální zatížení
V ložiscích, která pracují s vysokými otáčkami, s prudkými zrychleními nebo s náhlými změnami směru působícího zatížení, mohou mít setrvačné síly působící na valivá tělesa a tření v mazivu negativní vliv na podmínky odvalování v ložisku a mohou způsobit poškození valivých těles a oběžných drah prokluzy. Má-li valivé ložisko uspokojivě pracovat, musí na ně vždy působit určité minimální zatížení. Základní praktická zásada říká, že kuličková ložiska by měla být zatížena minimálně silou 0,01 C a válečková ložiska minimálně silou 0,02 C.
Výpočet trvanlivosti za proměnných provozních podmínek

V některých aplikacích se provozní podmínky, jako např. velikost a směr zatížení, otáčky, teploty a podmínky mazání, trvale mění. V těchto typech aplikací je nejprve potřeba zredukovat proměnné provozní podmínky na omezený počet jednodušších zatěžovacích případů.

V případě trvale se měnícího zatížení lze stanovit jednotlivé velikosti zatížení a zatěžovací spektrum pak nahradit histogramem konstantních bloků zatížení (diagram 1). Každý blok by měl charakterizovat dané procento nebo časový úsek provozu zařízení. Upozorňujeme, že velká a střední zatížení zkrátí trvanlivost ložiska rychleji než malá zatížení. Z toho důvodu je důležité řádně zaznamenat rázová a špičková zatížení do zatěžovacího diagramu, i když se tato zatížení mohou vyskytovat jen zřídka a jsou omezena pouze na několik otáček.

V každém pracovním intervalu lze zatížení ložiska a provozní podmínky nahradit střední konstantní hodnotou. Musí také obsahovat počet provozních hodin nebo otáček v každém pracovním intervalu, které představují část trvanlivosti odpovídající určitému zatížení. Pokud N1 označíme počet otáček, v jejichž průběhu působí zatížení P1 a N je počet otáček pro dokončení všech proměnlivých cyklů zatížení, potom se úsek cyklu U1 = N1/N použije podmínka zatížení P1, které má vypočtenou trvanlivost L10 1. Za proměnných provozních podmínek lze trvanlivost ložiska vypočítat ze vztahu:


kde

L10=základní trvanlivost (při 90% spolehlivosti) [milióny otáček]
L10 1, L10 210 2, ...
 =základní trvanlivost (při 90% spolehlivosti) při konstantních podmínkách 1, 2,... [miliony otáček]
U11, U22, ...=dílčí úseky trvanlivosti za podmínek zatížení 1, 2,...
Poznámka: U11 + Un2 + ... + Unn = 1

Použití tohoto postupu výpočtu závisí především na tom, zda jsou k dispozici reprezentativní diagramy zatížení pro dané uložení. Takové informace lze rovněž získat z podobného typu aplikace.
SKF logo