Parametry obliczeń

Na podstawie normy ISO 281 i norm producentów łożysk









obr./min


godziny




Wyniki obliczeń

Równoważne obciążenie dynamiczne P:
—
Wymagana nośność dynamiczna C:
—
Współczynnik temperaturowy fT:
—
Współczynnik prędkości fn:
—
Czynnik Życia fL:
—

Zalecenia dotyczące wyboru łożysk:

Lekkie prace: Wybierz łożysko o klasie C 20-30% powyżej obliczonej wartości
Normalne obowiązki: Wybierz łożysko o klasie C 30-50% powyżej obliczonej wartości
Ciężki: Wybierz łożysko o klasie C 50-100% powyżej obliczonej wartości
Ciężkie obowiązki: Rozważ zastosowanie specjalnych łożysk lub układu wielołożyskowego

Jak działa kalkulator

Normy odniesienia

Normy międzynarodowe:

  • ISO 281:2007 – Łożyska toczne – Nośność dynamiczna i trwałość znamionowa
  • ISO/TS 16281 – Metody obliczania zmodyfikowanej trwałości referencyjnej
  • Norma ANSI/ABMA Std 9 – Nośność i trwałość zmęczeniowa łożysk kulkowych
  • Norma ANSI/ABMA Std 11 – Nośności i trwałość zmęczeniowa łożysk tocznych

Podstawowe dynamiczne obciążenie znamionowe

Podstawową nośność dynamiczną C oblicza się przy użyciu:

C = P × fL / (fT × a1)

gdzie:

  • C — podstawowe obciążenie dynamiczne (N)
  • P — równoważne obciążenie dynamiczne łożyska (N)
  • fL — czynnik życia
  • fT — współczynnik temperatury
  • a1 — współczynnik niezawodności

Równoważne obciążenie dynamiczne

W przypadku obciążeń promieniowych i osiowych łączonych:

P = X × Fr + Y × Fa

gdzie X i Y są czynnikami zależnymi od stosunku Fa/Fr i rodzaju łożyska.

Obliczanie współczynnika życia

Współczynnik żywotności oblicza się na podstawie wymaganej żywotności:

fL = (L10h × n × 60 / 10⁶)^(1/p)

gdzie p = 3 dla łożysk kulkowych i p = 10/3 dla łożysk wałeczkowych.

Wpływ temperatury

Temperatura pracy ma wpływ na nośność łożyska:

  • Do 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

Przewodnik po wyborze typu łożyska

  • Łożyska kulkowe: Duże prędkości, umiarkowane obciążenia, niskie tarcie
  • Walec cylindryczny: Duże obciążenia promieniowe, umiarkowane prędkości
  • Wałek sferyczny: Duże obciążenia, możliwość rozbieżności
  • Wałek stożkowy: Obciążenia łączone, wysoka sztywność
  • Wałek igłowy: Duże obciążenia promieniowe, kompaktowa konstrukcja

Ważne uwagi

  • Zawsze bierz pod uwagę czynniki bezpieczeństwa w przypadku zastosowań krytycznych
  • Weź pod uwagę obciążenia udarowe i wibracje
  • Prawidłowe smarowanie jest niezbędne do osiągnięcia obliczonej żywotności
  • Zanieczyszczenie może znacząco skrócić żywotność łożysk
  • Należy wziąć pod uwagę układ łożysk (stały/ruchomy) ze względu na rozszerzalność cieplną

Przykłady użycia i przewodnik po wyborze wartości

Przykład 1: Łożysko silnika elektrycznego

Scenariusz: Silnik 30 kW z napędem pasowym

  • Typ łożyska: Łożysko kulkowe (głębokie)
  • Obciążenie promieniowe: 2500 N (naprężenie paska)
  • Obciążenie osiowe: 200 N (niewielki ciąg)
  • Prędkość: 1480 obr./min
  • Wymagana długość życia: 40000 godzin
  • Temperatura: 70°C
  • Niezawodność: 90%
  • Wynik: C ≈ 35 kN → Wybierz 6309 (C = 52,7 kN)
Przykład 2: Łożysko wału pompy

Scenariusz: Pompa odśrodkowa z wirnikiem wystającym

  • Typ łożyska: Łożysko baryłkowe
  • Obciążenie promieniowe: 8000 N (masa wirnika + hydraulika)
  • Obciążenie osiowe: 3000 N (obciążenie osiowe)
  • Prędkość: 2950 obr./min
  • Wymagana długość życia: 50000 godzin
  • Temperatura: 85°C
  • Niezawodność: 95%
  • Wynik: C ≈ 125 kN → Wybierz 22218 (C = 170 kN)
Przykład 3: Wał wyjściowy skrzyni biegów

Scenariusz: Przekładnia przemysłowa z dużymi obciążeniami promieniowymi

  • Typ łożyska: Łożysko stożkowe
  • Obciążenie promieniowe: 15000 N
  • Obciążenie osiowe: 5000 N (nacisk przekładni śrubowej)
  • Prędkość: 150 obr./min
  • Wymagana długość życia: 100000 godzin
  • Temperatura: 90°C
  • Niezawodność: 98%
  • Wynik: C ≈ 220 kN → Wybierz 32220 (C = 298 kN)

Jak wybierać wartości

Wybór typu łożyska
  • Łożyska kulkowe:
    • Prędkość do 20 000 obr./min
    • Lekkie do umiarkowanych obciążeń
    • Wymagania dotyczące niskiego tarcia
    • Pt/Pt < 0,5 typowo
  • Walec cylindryczny:
    • Tylko duże obciążenia promieniowe
    • Brak nośności osiowej (oprócz NJ, NUP)
    • Umożliwia swobodny ruch osiowy
    • Możliwość dużej prędkości
  • Wałek sferyczny:
    • Bardzo ciężkie ładunki
    • Odchylenie do 2°
    • Łączone ładunki OK
    • Niższe ograniczenia prędkości
  • Wałek stożkowy:
    • Duże obciążenia łączne
    • Wymagana duża sztywność
    • Zwykle w parze
    • Pt/Pt do 1,5
Wskazówki dotyczące obliczania obciążenia
  • Napędy pasowe: Obciążenie promieniowe = 1,5-2,5 × napięcie pasa
  • Napędy zębate: Uwzględnij siły rozdzielające i czynniki dynamiczne
  • Obciążenia zwisowe: Oblicz obciążenia momentem w łożyskach
  • Czynniki dynamiczne:
    • Lekki wstrząs: × 1,2-1,5
    • Wstrząs umiarkowany: × 1,5-2,0
    • Silny wstrząs: × 2,0-3,0
Wymagania życiowe według zastosowania
  • 8000-12000 godzin: Sprzęt gospodarstwa domowego, narzędzia ręczne
  • 20 000–30 000 godzin: Maszyny pracujące 8 godzin dziennie
  • 40 000–50 000 godzin: 16-godzinna praca dzienna
  • 60 000–100 000 godzin: Praca ciągła 24 godziny na dobę
  • 100 000–200 000 godzin: Sprzęt krytyczny, brak awarii
Rozważania dotyczące temperatury
  • Łożyska standardowe: -30°C do +120°C
  • Łożyska wysokotemperaturowe: Do 200°C ze specjalnym smarem
  • Łożyska stabilizowane: Do 250°C (sufiks S1)
  • Łożyska specjalne: Do 350°C (sufiks S2, S3)
  • Uwaga: Wyższe temperatury wymagają specjalnych środków smarnych
Wybór współczynnika niezawodności
  • 90% (a1=1,0): Standardowe zastosowania przemysłowe
  • 95% (a1=0,62): Ważny sprzęt
  • 96% (a1=0,53): Procesy krytyczne
  • 97% (a1=0,44): Krytyczne dla bezpieczeństwa
  • 98% (a1=0,33): Lotnictwo i kosmonautyka, medycyna
  • 99% (a1=0,21): Ultrakrytyczne, nie dopuszcza się żadnych awarii