Kalkulator Kapasiti Beban Galas
Kira beban galas dinamik kritikal dan hayat L10
Parameter Pengiraan
Berdasarkan ISO 281 dan piawaian pengilang galas
Keputusan Pengiraan
—
—
—
—
—
Cadangan Pemilihan Galas:
Bagaimana Kalkulator Berfungsi
Piawaian Rujukan
Piawaian Antarabangsa:
- ISO 281:2007 – Galas bergolek — Penarafan beban dinamik dan hayat penarafan
- ISO/TS 16281 – Kaedah untuk mengira hayat penarafan rujukan yang diubah suai
- ANSI/ABMA Std 9 – Penarafan beban dan hayat keletihan untuk galas bebola
- ANSI/ABMA Std 11 – Penarafan beban dan hayat keletihan untuk galas penggelek
Penilaian Beban Dinamik Asas
Penarafan beban dinamik asas C dikira menggunakan:
where:
- C — penarafan beban dinamik asas (N)
- P — beban galas dinamik setara (N)
- fL - faktor kehidupan
- fT - faktor suhu
- a1 - faktor kebolehpercayaan
Beban Dinamik Setara
Untuk gabungan beban jejarian dan paksi:
di mana X dan Y adalah faktor bergantung kepada nisbah Fa/Fr dan jenis galas.
Pengiraan Faktor Kehidupan
Faktor hayat dikira dari hayat yang diperlukan:
di mana p = 3 untuk galas bebola dan p = 10/3 untuk galas roller.
Kesan Suhu
Suhu operasi menjejaskan kapasiti galas:
- Sehingga 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
Panduan Pemilihan Jenis Galas
- galas bebola: Kelajuan tinggi, beban sederhana, geseran rendah
- Penggelek Silinder: Beban jejarian tinggi, kelajuan sederhana
- Penggelek Sfera: Beban berat, keupayaan salah jajaran
- Penggelek Tirus: Beban gabungan, kekakuan yang tinggi
- Penggelek Jarum: Beban jejarian tinggi, reka bentuk padat
Pertimbangan Penting
- Sentiasa pertimbangkan faktor keselamatan untuk aplikasi kritikal
- Kira beban kejutan dan getaran
- Pelinciran yang betul adalah penting untuk mencapai hayat yang dikira
- Pencemaran boleh mengurangkan hayat galas dengan ketara
- Pertimbangkan susunan galas (tetap/terapung) untuk pengembangan haba
Contoh Penggunaan & Panduan Pemilihan Nilai
Contoh 1: Galas Motor Elektrik
Senario: Motor 30 kW dengan pemacu tali pinggang
- Jenis galas: Galas bebola (alur dalam)
- Beban Jejari: 2500 N (ketegangan tali pinggang)
- Beban paksi: 200 N (tujahan kecil)
- Speed: 1480 RPM
- Kehidupan yang Diperlukan: 40000 jam
- Suhu: 70°C
- Kebolehpercayaan: 90%
- Keputusan: C ≈ 35 kN → Pilih 6309 (C = 52.7 kN)
Contoh 2: Galas Aci Pam
Senario: Pam empar dengan pendesak yang digantung
- Jenis galas: Galas penggelek sfera
- Beban Jejari: 8000 N (berat pendesak + hidraulik)
- Beban paksi: 3000 N (beban tujahan)
- Speed: 2950 RPM
- Kehidupan yang Diperlukan: 50000 jam
- Suhu: 85°C
- Kebolehpercayaan: 95%
- Keputusan: C ≈ 125 kN → Pilih 22218 (C = 170 kN)
Contoh 3: Aci Keluaran Kotak Gear
Senario: Kotak gear industri dengan beban jejarian yang berat
- Jenis galas: Galas roller tirus
- Beban Jejari: 15000 N
- Beban paksi: 5000 N (tujahan gear heliks)
- Speed: 150 RPM
- Kehidupan yang Diperlukan: 100000 jam
- Suhu: 90°C
- Kebolehpercayaan: 98%
- Keputusan: C ≈ 220 kN → Pilih 32220 (C = 298 kN)
Cara Memilih Nilai
Pemilihan Jenis Galas
- galas bebola:
- Kelajuan sehingga 20,000 RPM
- Beban ringan hingga sederhana
- Keperluan geseran rendah
- Fa/Fr < 0.5 biasa
- Penggelek Silinder:
- Beban jejari yang tinggi sahaja
- Tiada kapasiti beban paksi (kecuali NJ, NUP)
- Benarkan pergerakan paksi bebas
- Keupayaan kelajuan tinggi
- Penggelek Sfera:
- Beban yang sangat berat
- Salah jajaran sehingga 2°
- Muatan gabungan OK
- Had laju yang lebih rendah
- Penggelek Tirus:
- Beban gabungan yang tinggi
- Kekakuan yang tinggi diperlukan
- Biasanya berpasangan
- Fa/Fr sehingga 1.5
Petua Pengiraan Muatan
- Pemacu Tali Pinggang: Beban jejari = 1.5-2.5 × ketegangan tali pinggang
- Pemacu Gear: Sertakan daya pemisah dan faktor dinamik
- Beban Tergantung: Kira beban momen pada galas
- Faktor Dinamik:
- Kejutan ringan: × 1.2-1.5
- Kejutan sederhana: × 1.5-2.0
- Kejutan berat: × 2.0-3.0
Keperluan Hidup mengikut Permohonan
- 8,000-12,000 jam: Perkakas rumah, alatan tangan
- 20,000-30,000 jam: Mesin operasi harian 8 jam
- 40,000-50,000 jam: Operasi harian 16 jam
- 60,000-100,000 jam: Operasi berterusan 24 jam
- 100,000-200,000 jam: Peralatan kritikal, tiada kegagalan
Pertimbangan Suhu
- galas standard: -30°C hingga +120°C
- Galas suhu tinggi: Sehingga 200°C dengan gris khas
- Galas yang stabil: Sehingga 250°C (akhiran S1)
- Galas khas: Sehingga 350°C (akhiran S2, S3)
- Catatan: Suhu yang lebih tinggi memerlukan pelincir khas
Pemilihan Faktor Kebolehpercayaan
- 90% (a1=1.0): Aplikasi industri standard
- 95% (a1=0.62): Peralatan penting
- 96% (a1=0.53): Proses kritikal
- 97% (a1=0.44): Keselamatan-kritikal
- 98% (a1=0.33): Aeroangkasa, perubatan
- 99% (a1=0.21): Sangat kritikal, tiada kegagalan dibenarkan
📘 Panduan Lengkap: Kalkulator Kapasiti Beban Galas
🎯 Fungsi Kalkulator Ini
Kalkulator ini menentukan penarafan beban dinamik yang diperlukan untuk galas elemen gelek dan mengira jangka hayat L10 mereka.
Alat penting untuk mereka bentuk dan memilih galas untuk sebarang peralatan berputar.
🌍 Memahami Standard ISO 281
ISO 281:2007 ialah piawaian antarabangsa utama untuk mengira hayat galas. Berdasarkan dekad data statistik dan ujian berjuta-juta galas.
Konsep Utama: L10 Life
L10 (Hayat Penilaian Asas) ialah bilangan pusingan (atau jam) yang 90% galas daripada satu kelompok akan mencapai atau melebihi di bawah beban yang ditentukan. Ini bermakna 10% akan gagal lebih awal, 90% akan bertahan lebih lama.
Penilaian Beban Dinamik (C) ialah beban di mana galas akan beroperasi selama 1 juta pusingan dengan kebolehpercayaan 90%.
💼 Aplikasi Dunia Sebenar
1️⃣ Reka Bentuk Peralatan Baru
Mereka bentuk kotak gear baharu. Diketahui: beban pada aci, kelajuan, hayat perkhidmatan yang diperlukan (20,000 jam). Kalkulator memilih bearing dengan penarafan beban yang diperlukan.
2️⃣ Penggantian Bearing
Galas pam gagal sebelum waktunya. Semak pengiraan: adakah galas bersaiz kecil? Pilih bearing dengan margin keselamatan.
3️⃣ Baki Penilaian Hayat
Peralatan beroperasi 30,000 jam. Hayat dinilai ialah 50,000 jam. Lebih kurang 20,000 jam lagi sehingga penggantian dijadualkan.
4️⃣ Analisis Keadaan Operasi
Suhu bengkel meningkat daripada 25°C kepada 45°C. Bagaimanakah ini mempengaruhi kehidupan galas? Kalkulator mengira semula dengan faktor suhu.
📊 Contoh Praktikal: Motor Kipas
Application: Motor 22 kW, 1460 RPM
- Beban jejari: 1800 N (berat rotor + ketegangan tali pinggang)
- Beban paksi: 150 N
- Hayat yang diperlukan: 40,000 jam
- Suhu: 70°C
Keputusan Pengiraan: Diperlukan C ≥ 28 kN
Dipilih: Galas 6208 (C = 32.5 kN) – sesuai dengan margin ✓
📖 Glosari Teknikal
- Galas Elemen Bergolek
- Sokong tempat geseran gelongsor digantikan dengan geseran bergolek. Terdiri daripada gelang dalam, gelang luar, elemen guling (bola atau penggelek), dan sangkar.
- Penilaian Beban Dinamik (C)
- Beban jejari malar yang mana galas akan beroperasi selama 1 juta pusingan dengan kebolehpercayaan 90%. Ciri galas utama dalam katalog.
- Penilaian Beban Statik (C0)
- Beban menyebabkan ubah bentuk kekal yang dibenarkan. Penting untuk galas dengan putaran perlahan atau gerakan berayun.
- Beban Dinamik Setara (P)
- Beban jejari malar setara yang berkuat kuasa ke atas hayat kepada beban jejarian dan paksi sebenar. Formula: P = X×Fr + Y×Fa.
- Penilaian Hayat L10
- Hayat operasi dalam jam yang akan dicapai oleh 90% galas. Selalunya dipanggil "kehidupan penarafan asas".
- Eksponen p
- Eksponen dalam formula pengiraan hayat. Untuk galas bebola p = 3, untuk galas roller p = 10/3 ≈ 3.33.
- Faktor Suhu fT
- Pekali mengurangkan kadar beban pada suhu tinggi. Sehingga 150°C fT = 1.0, pada 200°C fT = 0.9.
- Faktor Kebolehpercayaan a1
- Pekali untuk mengira hayat pada kebolehpercayaan yang diperlukan berbeza daripada 90%:
- 90% (L10): a1 = 1.0 – standard
- 95% (L5): a1 = 0.62
- 99% (L1): a1 = 0.21
⚠️ Pertimbangan Penting
- Pengiraan adalah berdasarkan pelinciran dan pemasangan yang betul
- Pencemaran boleh mengurangkan hayat sebanyak 50-90%
- Penyelewengan secara mendadak mengurangkan hayat galas
- Sentiasa sahkan beban yang dikira termasuk faktor dinamik
- Semak spesifikasi katalog untuk pelarasan bearing tertentu
🎓 Garis Panduan Pemilihan
- Faktor Keselamatan: Gunakan 1.2-1.5× penarafan beban yang dikira untuk aplikasi standard
- Suhu Tinggi: Di atas 120°C, gunakan galas khas atau tambah saiz
- Beban Kejutan Berat: Gunakan galas roller dan bukannya galas bebola
- Beban Gabungan: Jangan lupa mengira beban setara P dengan betul
- Pemasangan: Pastikan padan yang betul – pemasangan longgar menyebabkan gelisah, pemasangan ketat menyebabkan pramuat