Kalkulator obciążenia łożyska
Obciążenie promieniowe przyłożone między dwoma łożyskami rozkłada się na nie odwrotnie proporcjonalnie do odległości. Wystarczy podać obciążenie i obie odległości, aby otrzymać reakcję na każdym łożysku; po dodaniu otworu i długości tulei kalkulator pokaże również nacisk jednostkowy w N/mm².
Kalkulator jest przeznaczony dla wału lub sworznia podpartego w dwóch punktach i obciążonego jedną siłą promieniową między nimi: sworzeń przegubu w dwóch tulejach, wał pompy między dwoma łożyskami, rolka na wale. Przy kilku obciążeniach każde liczy się osobno, a reakcje na każdym łożysku sumuje.
Wzór: reakcje wału swobodnie podpartego
Dla obciążenia P w odległości L1 od łożyska 1 i L2 od łożyska 2 równowaga momentów względem każdego łożyska daje R1 = P · L2 / (L1 + L2) oraz R2 = P · L1 / (L1 + L2). Łożysko bliższe obciążeniu przenosi więcej; jeśli obciążenie leży dokładnie nad jednym łożyskiem, to ono przenosi całość. Suma R1 + R2 jest zawsze równa P.
Wzory zakładają, że obciążenie działa między łożyskami. Przy obciążeniu wysięgowym, poza rozstawem, jedna z reakcji staje się ujemna (działa w przeciwną stronę), a jej wartość może przekroczyć P; taki przypadek zasługuje na szkic i wiadomość do nas, a nie na kalkulator.
Od reakcji do nacisku jednostkowego
Materiały łożysk ślizgowych ocenia się według nacisku jednostkowego, czyli reakcji podzielonej przez powierzchnię rzutu tulei: p = R / (d × L), w N/mm² (1 N/mm² = 1 MPa ≈ 145 psi). Po podaniu otworu i długości kalkulator zwraca p na każdym łożysku. Wartość tę porównuje się z granicą ze strony produktu: na przykład tuleje ze stali hartowanej JBM-ST mają nośność statyczną 250 N/mm², a tuleje z brązu odlewanego i bimetalowe – niższą, zależną od stopu.
Granice statyczne to nie granice pracy w ruchu. Tuleja, która się porusza, ma także granicę pV – iloczynu nacisku jednostkowego i prędkości ślizgania; do tego sprawdzenia służy kalkulator pV łożyska ślizgowego.
Gdy obciążenia obu łożysk znacznie się różnią, normalną praktyką jest dłuższa tuleja lub inny materiał po stronie mocniej obciążonej zamiast przewymiarowania obu.
Przykład liczbowy
Sworzeń łyżki przenosi P = 120 kN między dwiema tulejami, 120 mm od łożyska 1 i 80 mm od łożyska 2. R1 = 120 × 80 / 200 = 48 kN, R2 = 120 × 120 / 200 = 72 kN. Przy tulejach o otworze 60 mm i długości 70 mm powierzchnia rzutu wynosi 4 200 mm², co daje 11,4 N/mm² na łożysku 1 i 17,1 N/mm² na łożysku 2 – obie wartości daleko poniżej nośności statycznej tulei sworzniowej ze stali hartowanej lub bimetalu.
Założenia i ograniczenia
Obliczenie to statyka płaska. Pomija:
- Masę wału i tarcie w łożyskach, zwykle małe w porównaniu z przyłożonym obciążeniem.
- Niewspółosiowość i ugięcie wału, które koncentrują obciążenie na krawędziach tulei; długie tuleje na podatnych wałach doznają na krawędziach większych nacisków, niż sugeruje p.
- Obciążenia osiowe (wzdłużne), przenoszone przez kołnierze lub podkładki oporowe i niewchodzące w reakcję promieniową.
- Współczynniki dynamiczne i udarowe. Przed porównaniem z granicą statyczną P należy pomnożyć przez współczynnik pracy danej maszyny.
Najczęściej zadawane pytania
Które łożysko jest łożyskiem 1?
Dowolne – kalkulator jest symetryczny. Wystarczy oznaczyć łożyska na szkicu, wpisać odległość od obciążenia do wybranego łożyska jako L1, a wyniki zachowają te same oznaczenia.
Co, jeśli obciążenie nie leży między łożyskami?
Wtedy wał jest wysięgowy i jedna z reakcji zmienia kierunek. Powyższe wzory nie mają już bezpośredniego zastosowania; wystarczy przesłać szkic, a reakcje policzymy wspólnie z Państwem.
Dlaczego kalkulator potrzebuje otworu i długości tulei?
Aby przeliczyć reakcję na nacisk jednostkowy, bo tak podaje się nośność materiałów łożysk ślizgowych. Powierzchnia rzutu to otwór × długość, a nie pole powierzchni walcowej.
Czy mogę wpisać kN lub lbf?
Wpisuje się niutony lub funty-siła zgodnie z przełącznikiem jednostek; 120 kN to 120000. Wyniki powyżej 10 kN wyświetlane są w kN.
Obciążenie jest znane? Zaproponujemy materiał.
Wystarczy przesłać reakcje, średnicę sworznia i długość tulei wraz z opisem zastosowania. Nasi inżynierowie odsyłają materiał, wymiar i ofertę w ciągu 12 godzin.
Odpowiedź na zapytanie: 12 h · Bezpłatne próbki · Bez minimum zamówienia