محاسبه بار دینامیکی و استاتیکی بلبرینگ ها

محاسبه بار بیرینگ / محاسبه بار دینامیکی بلبرینگ

هدف از بیرینگ های غلتشی ساده است : تحمل بارهای شعاعی ، محوری یا ترکیبی به منظور بهبود عملکرد سیستم های انتقال مکانیکی. وقتی صحبت از کاهنده های سرعت می شود ، بیرینگ های غلتشی با بارهای ایستا و پویا مقابله می کند و ثبات و قابلیت اطمینان سیستم و دوام محصول را تضمین می کند. شاید برای شما این سوال پیش آمده باشد که این بارها چیست و چگونه آنها را محاسبه می کنیم ؟ برای محاسبه مناسب بیرینگ های غلتشی کدام مراحل را باید دنبال کنیم؟

انواع بار بیرینگ ها

بیرینگ های غلتشی در بسیاری از انواع کارهای مکانیکی اهداف زیادی دارند. به همین دلیل است که آنها به استانداردهایی نیاز دارند که اندازه گیری ها و محدودیت های خستگی یا خرابی را مشخص می کند. این امر باعث تعویض این جزء در بین تولیدکنندگان و تامین کنندگان مختلف می شود. با توجه به این معیارهای استاندارد انتخاب اطلاعات بار سیستم مهم است ، زیرا اطلاعات واضحی در مورد اینکه کدام بلبرینگ برای هر پروژه یا کاهش دهنده سرعت مناسب تر است به ما ارائه می دهد. در ادامه بارهای اصلی را که باید کنترل کنید تعریف می کنیم :

بار دینامیکی

ظرفیت بارگذاری C اندازه مکانیکی است که به ما امکان می دهد عمر مفید بلبرینگ را که شامل بارهای محوری یا شعاعی است محاسبه کنیم. بار دینامیکی در زمان متغیر است ، اما دانستن آن به ما کمک می کند عمر رده بندی پایه بلبرینگ را مشخص کنیم. این بخش اصلی داده ای است که باید در خلاصه پروژه خود مشخص کنید. نرخ پایه استانداردهایطول عمر در استانداردهای ISO 281: 2007 مشخص شده است.

محاسبه بار دینامیکی بلبرینگ

این اندازه گیری استاندارد است که می تواند سطح بار نامتغیر و ثابت را در حین کار محاسبه و تعریف کند. این تمام نیروهایی را که بیرینگ غلتشی را شامی می شود در نظر می گیرد. در این حالت ، بار P به صورت Pr (شعاعی) یا Pa (محوری) تعریف می شود. هنگامی که بلبرینگ تحت بارهای ترکیبی قرار می گیرد ، فرمول محاسبه بار شعاعی بیرینگ به شرح زیر می باشد :

Pr = X.Fr + Y.Fa [kN]

بار ثابت بلبرینگ

آیا می دانید بار استاتیک دقیقا چیست ؟ این یک باری است که در زمان تغییر ناپذیر می باشد. به عنوان یک تعریف اساسی ، می توانیم بگوییم که سطح بار تغییر ناپذیری است که بلبرینگ هنگام حرکت یا در حالت استراحت متحمل می شود. این نوع بار ممکن است شعاعی یا محوری باشد. چگونه می توانیم این عنصر را عمیق تر تعریف کنیم ؟ برای تجزیه و تحلیل عمیق تر نحوه محاسبه بار استاتیک بلبرینگ ، می توانیم موارد زیر را بگوییم : بار استاتیک ، حرکت ثابت نیروی لحظه ای است که بر روی عنصر خاصی عمل می کند. برای اینکه نیرو یا لحظه ای ساکن یا ثابت باشند ، باید دارای مقدار ، جهت و نقطه (های) کاربردی باشند که از نظر زمانی متفاوت نیستند.

محاسبه بار ثابت بیرینگ

این اندازه گیری استاندارد است که میزان بار فرضی را محاسبه و تعریف می کند که در صورت اعمال ، حداکثر بار مشابهی را بر روی اجزای غلتنده بیرینگ های غلتشی ایجاد می کند که بارهای واقعی بلبرینگ را تحمل می کند. تمام نیروهایی را که بلبرینگ تحت آن قرار می گیرد را در نظر می گیرد. این بار P به صورت Fr (شعاعی) یا Fa (محوری) تعریف شده است. هنگامی که بلبرینگ تحت بارهای ترکیبی قرار می گیرد ، فرمول محاسبه بار شعاعی بیرینگ به شرح زیر می باشد :

P0 = X0.Fr + Y0.Fa [kN]

سایر موارد مهم در محاسبه بار بلبرینگ ها

محاسبه طول عمر مفید

حتی هنگامی که بلبرینگ با بار و نصب مناسب کار می کند ، تحت تاثیر تنش و بارهایی قرار می گیرند که باعث پوسیدگی مواد می شوند. طول عمر مفید بیرینگ معمولا به نظریه خستگی مربوط می شود. هنگامی که بلبرینگ فرسوده شده و مواد آن کم کار می کند ، در واقع بلبرینگ به پایان عمر خود رسیده است. استاندارد ISO 281 بر این داده ها حاکم است. بر اساس استانداردها ، کدام اقلام بر طول عمر مفید بلبرینگ ها تاثیر می گذارد ؟

• محدودیت خستگی مواد
• بار بیرینگ های غلتشی
• سرعت چرخش
• توزیع داخلی بارهای دینامیکی ( شعاعی و محوری )
• شرایط اصطکاک یا نوع بیرینگ

طول عمر مفید اصلی برای یک بیرینگ غلتشی یا عمر خستگی L10 ، به عنوان تعداد کل دورهایی است که 90% از بیرینگ های غلتشی یک مجموعه در یک زمان خاص بدون شکست به دست می آورد.

تاثیر سایز بلبرینگ در نحوه محاسبه بار بیرینگ ها

اندازه برای عملکرد مناسب قطعه بسیار مهم است و همیشه به عواملی مانند موارد زیر بستگی دارد :

• طول عمر برآورد شده
• حداکثر باری که بسته به کاربرد تحمل می کند
• سطح ایمنی عملیات

نوع بیرینگ غلتشی

یکی دیگر از عواملی که در محاسبه بار بلبرینگ ها تاثیر دارد ، نوع بیرینگ است. همانطور که قبلا بحث کردیم ، هر یک از بیرینگ های غلتشی بسته به کاربرد ، برای مقابله با بارهای مختلف شعاعی و محوری طراحی شده اند. علاوه بر این ، آنها معمولا بر اساس اجزای غلتنده اعم از ساچمه ، غلتک یا مخزن طبقه بندی می شوند. این طبقه بندی مربوط به بار است ، زیرا برخلاف دو مورد دیگر ، سابق در بارهای سبک تر استفاده می شود. در نهایت ، طبقه بندی ای نیز وجود دارد که به سختی قطعه مربوط می شود : بیرینگ های انتهای ثابت و انتهای آزاد. این امر به عنوان مثال در ماشین آلات سنگین متداول است.

زمان و سرعت کارکرد

این مستقل از بارهای تحمل شده است. همچنین باید به زمان کارکرد و تعداد دورها توجه ویژه ای داشته باشید. جداول استانداردی وجود دارد که شامل تمام این داده ها است تا طول عمر آنها را بر اساس صنایع و ماشین های مختلف نشان دهد.

آخرین مرحله در محاسبه بار بیرینگ های غلتشی – فاکتور تعدیل کننده

وقتی از اجزای مکانیکی صحبت می کنیم ، نمی توان عمر دقیق یک ماده را پیش بینی کرد. به همین دلیل ، عوامل تعدیل باید تعیین شوند که داده های عمر مفید را بر اساس ظرفیت بار بیرینگ ها و سایر عناصری که سیستم را شرط می کنند ، در نظر بگیرند. ما باید موارد زیر را حساب کنیم :

• ضریب تعدیل طول عمر بر اساس زیست پذیری
• عوامل تنظیم کننده بر اساس مواد بیرینگ های غلتشی
• ضریب تعدیل بر اساس شرایط عملیاتی

به طور خلاصه ، در نظر گرفتن این مقادیر هنگام انجام محاسبات بار بیرینگ ها به منظور بدست آوردن اطلاعات دقیق تر طولعمر مفید است.

جهت مشاهده سایر مقالات مرتبط با این مقاله ، به صفحه بلبرینگ و جهت مشاهده سایر مقالات به صفحه بلاگ مراجعه نمایید.