De ce au nevoie rulmenții de o sarcină minimă?

Rulmenții necesită o sarcină minimă pentru a asigura un contact de rostogolire corespunzător între elementele de rostogolire și căile de rulare. Fără o sarcină suficientă, bilele sau rolele pot aluneca (derapează) în loc să se rostogolească, provocând deteriorări prin întindere, creșterea căldurii și defectarea prematură.

Ce cauzează patinarea rulmenților?

Deraparea apare atunci când forța de frecare este insuficientă pentru a menține contactul de rulare. Acest lucru se întâmplă la viteze mari cu sarcini ușoare, în special cu lubrifiere cu vaselină. Elementele de rulare accelerează în zona descărcată și decelerează în zona încărcată, provocând alunecare.

Cum se determină factorul de sarcină minimă kr?

Factorul minim de sarcină kr este o valoare specifică rulmentului, indicată în tabelele de produse ale producătorului. Pentru rulmenții radiali cu bile cu canal adânc, aceasta este de obicei aproximativ 0.025. Rulmenții cu role necesită sarcini minime proporțional mai mari (producătorii indică adesea Frm de aproximativ 0.02 C0), astfel încât acest calculator folosește factori echivalenți mai mari, de aproximativ 0.25 până la 0.3 pentru tipurile cu role.

Tipul de lubrifiere afectează sarcina minimă?

Da. Rulmenții lubrifiați cu vaselină necesită, în general, sarcini minime mai mari decât cei lubrifiați cu ulei, deoarece vaselina are o rezistență vâscoasă mai mare, în special la pornire. Vâscozitatea cinematică utilizată în formulă ar trebui să reflecte lubrifiantul real la temperatura de funcționare.

Ce se întâmplă dacă încărcătura mea reală este sub minim?

Dacă sarcina reală este sub minim, puteți: aplica o preîncărcare (arc axial), utiliza un aranjament de rulment mai greu, mări calea de încărcare sau trece la un tip de rulment cu cerințe minime de sarcină mai mici. Pentru arborii verticali, adăugarea unei șaibe cu arc este obișnuită.

Instrument de inginerie gratuit #047

Calculator de sarcină minimă a rulmentului

Calculați sarcina radială minimă necesară pentru a preveni deraparea rolelor/bilelor. Introduceți dimensiunile rulmentului, viteza și tipul de lubrifiere.

Prevenirea derapajelor Grăsime / Ulei Bilă & Rolă

Alezajul rulmentului d (mm)

Diametru exterior al rulmentului D (mm)

Viteză (RPM)

Vâscozitate cinematică ν (mm²/s la temperatura de funcționare)

Tipul rulmentului

Tip de lubrifiere

Presetări rapide

Rezultate

Sarcină radială minimă F_min

—

Diametru mediu dm

—

Factorul kr

—

Produs ν × n

—

Formula de încărcare minimă (simplificată)

Sarcina radială minimă pentru a preveni derapajul este estimată ca fiind:

k_r — factorul minim de sarcină din tabelul de produse al producătorului (de obicei ≈ 0.025 pentru rulmenții radiali cu bile cu canal adânc; valori echivalente mai mari pentru rulmenții cu role — vezi tabelul de mai jos)
ν — vâscozitatea cinematică la temperatura de funcționare (mm²/s)
n — viteza de rotație (RPM)
d_m — diametrul mediu al rulmentului = (d + D) / 2 (mm)
Pentru lubrifierea cu unsoare, acest calculator înmulțește suplimentar rezultatul cu un factor conservator de 1.5, deoarece rulmenții lubrifiați cu unsoare necesită o sarcină minimă mai mare

Diametru mediu

Valori kr tipice

Tipul rulmentului	k_r
Rulment cu bile cu canelură adâncă	≈ 0.025
Rulment cu bile cu contact unghiular	≈ 0.03
Rulment cu role cilindrice	≈ 0.25
Rulment cu role conice	≈ 0.25
Rulment sferic cu role	≈ 0.3

k pentru rulmenți cu bile_r valorile sunt tipice pentru tabelele de produse ale producătorilor (de ex. SKF indică k_r pe rulment, aproximativ 0.02–0.06 pentru rulmenții radiali cu bile cu canal adânc). Pentru rulmenții cu role, producătorii folosesc relații dedicate pentru sarcina minimă (de ex. F_rm ≈ 0.02 × C₀ sau formule bazate pe viteză); factorii pentru rulmenții cu role de mai sus sunt echivalente aproximative, astfel încât această formulă simplificată să reproducă același ordin de mărime. Verificați întotdeauna valoarea exactă în tabelul de produse al rulmentului.

Exemplu practic

Exemplu — Rulment cu bile cu canelură adâncă 6208

Dat: d = 40 mm, D = 80 mm, n = 3000 RPM, ν = 20 mm²/s, k_r = 0.025, lubrifiere cu ulei

d_m = (40 + 80) / 2 = 60 mm

F_min = 0.025 × (20 × 3000 / 1000)^2/3 × (60 / 100)²

= 0.025 × 15.33 × 0.36 = 0.14 kN (≈ 140 N)

Verificare încrucișată cu regula simplă F_min ≈ 0.01 × C₀: pentru un rulment 6208 (C₀ ≈ 17.8 kN) rezultă ≈ 0.18 kN — același ordin de mărime.

⚠️ Notă: Aceasta este o estimare simplificată. Pentru aplicații critice, consultați instrucțiunile specifice producătorului de rulmenți privind sarcina minimă. Sarcina minimă reală depinde de jocul intern, tipul de colivie și proprietățile lubrifiantului.