Beregner for bæreevne
Beregn kritisk dynamisk lejebelastning og L10 levetid
Beregningsparametre
Baseret på ISO 281 og lejeproducenternes standarder
Beregningsresultater
—
—
—
—
—
Anbefalinger til valg af lejer:
Sådan fungerer lommeregneren
Referencestandarder
Internationale standarder:
- ISO 281:2007 – Rullende lejer — Dynamiske belastningsværdier og nominel levetid
- ISO/TS 16281 – Metoder til beregning af den modificerede referencelevetid
- ANSI/ABMA Std 9 – Belastningsklassificeringer og udmattelseslevetid for kuglelejer
- ANSI/ABMA Std 11 – Belastningsklassificeringer og udmattelseslevetid for rullelejer
Grundlæggende dynamisk belastningsklassificering
Den grundlæggende dynamiske belastningsklassificering C beregnes ved hjælp af:
hvor:
- C — grundlæggende dynamisk belastningsevne (N)
- P — ækvivalent dynamisk lejebelastning (N)
- fL — livsfaktor
- fT — temperaturfaktor
- a1 — pålidelighedsfaktor
Ækvivalent dynamisk belastning
For kombinerede radiale og aksiale belastninger:
hvor X og Y er faktorer, der afhænger af Fa/Fr-forholdet og lejetypen.
Beregning af livsfaktor
Levetidsfaktoren beregnes ud fra den nødvendige levetid:
hvor p = 3 for kuglelejer og p = 10/3 for rullelejer.
Temperatureffekter
Driftstemperatur påvirker bæreevnen:
- Op til 150°C (302°F): fT = 1,0
- 200°C (392°F): fT = 0,90
- 250°C (482°F): fT = 0,75
- 300°C (572°F): fT = 0,60
Guide til valg af lejetype
- Kuglelejer: Høje hastigheder, moderate belastninger, lav friktion
- Cylindrisk rulle: Høje radiale belastninger, moderate hastigheder
- Sfærisk rulle: Tunge belastninger, kapacitet til skæv justering
- Konisk rulle: Kombinerede belastninger, høj stivhed
- Nålevalse: Høje radiale belastninger, kompakt design
Vigtige overvejelser
- Overvej altid sikkerhedsfaktorer for kritiske applikationer
- Tag højde for stødbelastninger og vibrationer
- Korrekt smøring er afgørende for at opnå en beregnet levetid
- Forurening kan reducere lejernes levetid betydeligt
- Overvej lejearrangement (fast/flydende) for termisk udvidelse
Brugseksempler og vejledning til værdiudvælgelse
Eksempel 1: Leje i elektrisk motor
Scenarie: 30 kW motor med remtræk
- Lejetype: Kugleleje (dyb spor)
- Radial belastning: 2500 N (remspænding)
- Aksial belastning: 200 N (lille tryk)
- Hastighed: 1480 omdr./min.
- Nødvendig levetid: 40000 timer
- Temperatur: 70°C
- Pålidelighed: 90%
- Resultat: C ≈ 35 kN → Vælg 6309 (C = 52,7 kN)
Eksempel 2: Pumpeakselleje
Scenarie: Centrifugalpumpe med overhængende impeller
- Lejetype: Sfærisk rulleleje
- Radial belastning: 8000 N (impellervægt + hydraulik)
- Aksial belastning: 3000 N (trykbelastning)
- Hastighed: 2950 omdr./min.
- Nødvendig levetid: 50000 timer
- Temperatur: 85°C
- Pålidelighed: 95%
- Resultat: C ≈ 125 kN → Vælg 22218 (C = 170 kN)
Eksempel 3: Gearkassens udgangsaksel
Scenarie: Industriel gearkasse med tunge radiale belastninger
- Lejetype: Konisk rulleleje
- Radial belastning: 15000 N
- Aksial belastning: 5000 N (spiralformet gearkraft)
- Hastighed: 150 omdr./min.
- Nødvendig levetid: 100.000 timer
- Temperatur: 90°C
- Pålidelighed: 98%
- Resultat: C ≈ 220 kN → Vælg 32220 (C = 298 kN)
Sådan vælger du værdier
Valg af lejetype
- Kuglelejer:
- Hastigheder op til 20.000 omdr./min.
- Lette til moderate belastninger
- Krav til lav friktion
- Fa/Fre < 0,5 typisk
- Cylindrisk rulle:
- Kun høje radiale belastninger
- Ingen aksial belastningskapacitet (undtagen NJ, NUP)
- Tillad fri aksial bevægelse
- Høj hastighedskapacitet
- Sfærisk rulle:
- Meget tunge belastninger
- Forskydning op til 2°
- Kombinerede læs OK
- Lavere hastighedsgrænser
- Konisk rulle:
- Høje kombinerede belastninger
- Høj stivhed nødvendig
- Normalt parret
- Fa/Fr op til 1,5
Tips til beregning af belastning
- Remdrev: Radial belastning = 1,5-2,5 × remspænding
- Geardrev: Inkluder adskillende kræfter og dynamiske faktorer
- Overhængende belastninger: Beregn momentbelastninger ved lejer
- Dynamiske faktorer:
- Let stød: × 1,2-1,5
- Moderat stød: × 1,5-2,0
- Kraftig stød: × 2,0-3,0
Livskrav efter ansøgning
- 8.000-12.000 timer: Husholdningsapparater, håndværktøj
- 20.000-30.000 timer: Maskiner med 8 timers daglig drift
- 40.000-50.000 timer: 16 timers daglig drift
- 60.000-100.000 timer: 24 timers kontinuerlig drift
- 100.000-200.000 timer: Kritisk udstyr, ingen fejl
Temperaturovervejelser
- Standardlejer: -30°C til +120°C
- Højtemperaturlejer: Op til 200°C med specialfedt
- Stabiliserede lejer: Op til 250°C (S1-suffiks)
- Specielle lejer: Op til 350°C (S2, S3-tilføjelse)
- Bemærk: Højere temperaturer kræver specielle smøremidler
Valg af pålidelighedsfaktor
- 90% (a1=1,0): Standard industrielle applikationer
- 95% (a1=0,62): Vigtigt udstyr
- 96% (a1=0,53): Kritiske processer
- 97% (a1=0,44): Sikkerhedskritisk
- 98% (a1=0,33): Luftfart, medicin
- 99% (a1=0,21): Ultrakritisk, ingen fejl tilladt
📘 Komplet guide: Beregner for lejelastkapacitet
🎯 Hvad denne lommeregner gør
Denne beregner bestemmer den nødvendige dynamiske belastningsklassificering for rullelejer og beregner deres forventede levetid L10.
Essentielt værktøj til design og valg af lejer til alt roterende udstyr.
🌍 Forståelse af ISO 281-standarden
ISO 281:2007 er den primære internationale standard til beregning af lejers levetid. Baseret på årtiers statistiske data og test af millioner af lejer.
Nøglekoncept: L10 Life
L10 (Grundlæggende levetid) er antallet af omdrejninger (eller timer), som 90% af lejer fra en batch vil nå eller overstige under en specificeret belastning. Det betyder, at 10% vil svigte tidligere, og 90% vil holde længere.
Dynamisk belastningsklassificering (C) er den belastning, hvorved et leje vil fungere i 1 million omdrejninger med 90% pålidelighed.
💼 Applikationer i den virkelige verden
1️⃣ Nyt udstyrsdesign
Design af en ny gearkasse. Kendt: belastninger på aksler, hastighed, påkrævet levetid (20.000 timer). Lommeregneren vælger leje med den nødvendige belastningsklassificering.
2️⃣ Udskiftning af lejer
Pumpeleje svigtede for tidligt. Kontroller beregning: var lejet underdimensioneret? Vælg leje med sikkerhedsmargin.
3️⃣ Vurdering af resterende levetid
Udstyret har været i drift i 30.000 timer. Den nominelle levetid var 50.000 timer. Der er cirka 20.000 timer tilbage indtil planlagt udskiftning.
4️⃣ Analyse af driftsforhold
Værkstedstemperaturen steg fra 25°C til 45°C. Hvordan påvirker dette lejets levetid? Lommeregneren genberegner med temperaturfaktor.
📊 Praktisk eksempel: Ventilatormotor
Ansøgning: 22 kW motor, 1460 omdr./min.
- Radial belastning: 1800 N (rotorvægt + remspænding)
- Aksialbelastning: 150 N
- Nødvendig levetid: 40.000 timer
- Temperatur: 70°C
Beregningsresultat: Krævet C ≥ 28 kN
Valgt: Leje 6208 (C = 32,5 kN) – egnet med margin ✓
📖 Teknisk ordliste
- Rullende elementleje
- Støtte hvor glidende friktion erstattes af rullende friktion. Består af en indre ring, en ydre ring, rullende elementer (kugler eller ruller) og en holder.
- Dynamisk belastningsklassificering (C)
- Konstant radial belastning, under hvilken lejet kan fungere i 1 million omdrejninger med 90%-pålidelighed. Primær lejekarakteristik i kataloger.
- Statisk belastningsklassificering (C0)
- Belastning, der forårsager tilladelige permanente deformationer. Vigtigt for lejer med langsom rotation eller oscillerende bevægelse.
- Ækvivalent dynamisk belastning (P)
- Konstant radial belastning, der i levetiden svarer til faktiske radiale og aksiale belastninger. Formel: P = X×Fr + Y×Fa.
- Livsklasse L10
- Driftslevetid i timer, som 90% lejer kan nå. Ofte kaldet "grundlæggende nominel levetid".
- Eksponent p
- Eksponent i formel til beregning af levetid. For kuglelejer p = 3, for rullelejer p = 10/3 ≈ 3,33.
- Temperaturfaktor fT
- Koefficientreducerende belastningsevne ved forhøjede temperaturer. Op til 150°C fT = 1,0, ved 200°C fT = 0,9.
- Pålidelighedsfaktor a1
- Koefficient til beregning af levetid ved krævet pålidelighed forskellig fra 90%:
- 90% (L10): a1 = 1,0 – standard
- 95% (L5): a1 = 0,62
- 99% (L1): a1 = 0,21
⚠️ Vigtige overvejelser
- Beregningerne er baseret på korrekt smøring og montering
- Kontaminering kan reducere levetiden med 50-90%
- Forkert justering reducerer lejernes levetid dramatisk
- Kontroller altid, at beregnede belastninger inkluderer dynamiske faktorer
- Tjek katalogspecifikationerne for specifikke lejejusteringer
🎓 Udvælgelsesretningslinjer
- Sikkerhedsfaktor: Brug 1,2-1,5× beregnet belastningsklassificering til standardapplikationer
- Høj temperatur: Over 120°C, brug specielle lejer eller øg størrelsen
- Tunge stødbelastninger: Brug rullelejer i stedet for kuglelejer
- Kombinerede belastninger: Glem ikke at beregne den ækvivalente belastning P korrekt
- Montering: Sørg for korrekt pasform – løs pasform forårsager gnaven, stram pasform forårsager forspænding