Jak oblicza się dodatkowe obciążenie łożysk? Czy konieczne jest obliczanie dodatkowego obciążenia łożysk? Na pytania odpowiadamy w poniższym artykule. Już teraz zapoznaj się z jego treścią.
- Dlaczego dodatkowe obciążenia dynamiczne łożysk są ważną kwestią?
- Jaki jest wzór do obliczania dodatkowych obciążeń łożysk?
Wielokrotnie wspominaliśmy, że dobór łożysk składa się z kilku rozbudowanych kroków, w których każdy etap jest kluczowy. Zignorowanie jakiegokolwiek punktu z reguły skutkuje zamontowaniem nieodpowiedniego łożyska, co z kolei przekłada się na szybsze jego zużywanie lub awarią i przestojem maszyny. Przy łożyskach warto pamiętać również o dodatkowych aspektach, które mogą wystąpić podczas ich pracy — na przykład o dodatkowych obciążeniach. Parametrów związanych z dodatkowym obciążeniem nie podaje się w katalogach łożysk ze względu na zbyt dużą liczbę różnorodnych warunków oraz ogólnie aplikacji. Dlatego poleca się samodzielnie obliczać dodatkowe obciążenia i wziąć je pod uwagę w trakcie wybierania odpowiedniego łożyska. Szczegóły na temat obliczania dodatkowego obciążenia znajdziesz w dzisiejszym wpisie.
Dlaczego dodatkowe obciążenia dynamiczne łożysk są ważną kwestią?
Z reguły przy określaniu obciążeń łożysk tocznych pojawiają się problemy. W niektórych przypadkach precyzyjne szacowanie nie jest właściwie możliwe. Możemy jedynie wykorzystać te znane wartości, które występują w maszynach o podobnych parametrach i z równie podobnymi warunkami pracy. Problem wynika z tego, że w trakcie pracy takiego urządzenia, na łożysko toczne zaczynają działać dodatkowe siły dynamiczne. A to z kolei powoduje, że obciążenie komponentów wzrasta.
Omawiając obciążenia dodatkowe łożysk, należy wziąć pod uwagę dwie siły. Pierwszy rodzaj siły związany jest ze zmiennością oporów elementu napędzanego. Druga siła natomiast pojawia się przez geometryczną niedokładność części, które współpracują z łożyskiem. Obie siły niekorzystnie wpływają na zmęczeniową trwałość łożysk, dlatego właśnie dobierając komponenty do danej maszyny, należy je uwzględnić.
Przykładem elementów pracujących w maszynie, przez które mogą pojawić się dodatkowe obciążenia, są — chociażby — przekładnie zębate. W mechanizmach tego rodzaju siły dynamiczne pojawiają się zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz przekładni. Na zewnątrz powstają przez części, które łączą się z daną przekładnią, a wewnątrz powodem najczęściej są błędy budowy wieńców, które z kolei są elementem koła zębatego.
Powyższy przykład to tylko jedna ewentualność, która powoduje pojawianie się obciążeń dodatkowych. Oczywiście takich zjawisk jest więcej i przy każdej aplikacji należy je wytypować oraz wziąć pod uwagę, dobierając łożyska.
Jaki jest wzór do obliczania dodatkowych obciążeń łożysk?
Jeśli wybieramy łożyska, które chcemy zamontować w kołach jezdnych w pojazdach, obliczając siły dynamiczne, należy wziąć pod uwagę rodzaj nawierzchni, prędkość czy warunki jazdy. Warto w takiej sytuacji posłużyć się następującym wzorem:
Pd=P*Fd
- fd — oznacza współczynnik dynamicznych nadwyżek. W tym miejscu podstawia się przybliżoną wartość z odpowiedniej tabeli (kilka wartości opublikowaliśmy w dalszej części niniejszego wpisu),
- P — zastępcze obciążenie (bez dynamicznych nadwyżek),
- Pd — zastępcze obciążenie.
Poniżej przedstawiamy kilka ważnych współczynników, powodujących nadwyżki dynamiczne, aby zobrazować mniej więcej całą sytuację i ułatwić Ci zrozumienie tematu. Oczywiście jest ich znacznie więcej. Pamiętaj, że każda wartość tego rodzaju uzależniona jest od rodzaju aplikacji, warunków pracy i charakterystyki samej maszyny.
Przy wspomnianych kołach samochodowych współczynnik fd zależy między innymi od modelu pojazdu. W samochodach osobowych lekkich współczynnik ten wynosi 1,3, w osobowych ciężkich 1,4, w ciężarowych i traktorach 1,4.
W budowie maszyn przy spokojnej pracy pozbawionej uderzeń współczynnik fd wynosi 1. W lekkich obrabiarkach czy transporterach, gdzie w dalszym ciągu mamy spokojną pracę, ale z możliwością przeciążeń (do 25%) czy obecnością niewielkich wstrząsów, współczynnik wynosi od 1 do 1,2. Natomiast dla ciężkiej pracy, której towarzyszą duże uderzenia — na przykład stoły walcarek czy tartaki — fd to 2,5 – 3,5.
W tabelach wartości współczynników dynamicznych nadwyżek znajdziesz także liczby dla kół zębatych, napędów pasowych, napędów liniowych czy kół szynowych pojazdów. Pamiętaj, że podane współczynniki są informacjami orientacyjnymi i w zależności od maszyny mogą nieco się różnić.
