Kalkulator pV łożyska ślizgowego
Wystarczy podać obciążenie promieniowe, otwór, długość i rodzaj ruchu. Kalkulator zwraca nacisk jednostkowy p, prędkość ślizgania v i ich iloczyn pV, a każdą z tych wartości porównuje z opublikowaną granicą wybranego materiału tulei – od razu widać, czy materiał pasuje do warunków pracy.
O łożysku ślizgowym decydują trzy liczby: nacisk jednostkowy (siła podzielona przez powierzchnię rzutu), prędkość ślizgania na powierzchni otworu oraz ich iloczyn pV, będący miarą ciepła tarcia, które łożysko musi odprowadzić. Każdy materiał tulei ma opublikowaną granicę dla każdej z nich; konstrukcja jest poprawna, gdy wszystkie trzy mieszczą się w granicach wybranego materiału z zapasem na udary, niewspółosiowość i zabrudzenia.
Wzory
Nacisk jednostkowy: p = F / (d × L) w N/mm² (= MPa), gdzie F to siła promieniowa w niutonach, d – otwór, a L – długość obciążona w milimetrach. Prędkość ślizgania przy obrocie: v = π × d × n / 60 000 w m/s, z n w obr/min. Dla ruchu wahadłowego o pełnym kącie θ przy f cyklach na minutę (jeden cykl = tam i z powrotem): v = 2 × (θ / 360) × π × d × f / 60 000. Dla ruchu liniowego o skoku s (mm) przy f skokach na minutę: v = 2 × s × f / 60 000. pV to po prostu p × v w N/mm²·m/s.
Przy danych calowych kalkulator najpierw przelicza je na N i mm, a obok pokazuje psi i ft/min. 1 N/mm² = 145 psi; 1 m/s = 196,85 ft/min; 1 N/mm²·m/s ≈ 28 550 psi·ft/min.
Jak czytać wynik
Każda z wielkości p, v i pV jest porównywana z granicą opublikowaną dla wybranego materiału i smarowania; pokazane wykorzystanie to najwyższy z trzech stosunków. Poniżej 80 % konstrukcja ma wygodny zapas; 80–100 % sprawdza się przy stałym obciążeniu, wale zgodnym ze specyfikacją i umiarkowanej temperaturze; powyżej 100 % oznacza inny materiał, dłuższą tuleję, większy otwór albo lepsze smarowanie. Gdy prędkość wpisano jako zero, obciążenie porównywane jest z nośnością statyczną, o ile materiał ją publikuje.
Granice to osobno publikowane wartości, a nie jeden gwarantowany punkt pracy; zakładają wał, pasowania, współosiowość i otoczenie opisane na stronie każdego produktu. Brąz odlewany i stal hartowana nie mają publikowanej wartości pV, więc dla nich kalkulator sprawdza tylko p i v.
Ruch wahadłowy i przerywany
Tuleje przegubów poruszają się wolno, a średnia prędkość ślizgania jest mała, więc pV rzadko bywa granicą – jest nią nacisk jednostkowy. Ruch wahadłowy jest jednak dla łożyska trudniejszy, niż sugeruje średnia prędkość: film smarny zrywa się przy każdej zmianie kierunku, a obciążenie przenosi w każdym cyklu ten sam łuk otworu. Należy więc przyjmować nośność wahadłową lub dynamiczną (60 N/mm² dla kompozytu PTFE i POM, 40 N/mm² dla brązu zwijanego), a nie statyczną; przy bardzo małych kątach i dużej częstotliwości (fretting) prosimy o weryfikację przez naszych inżynierów.
Czego kalkulator nie robi
Nie szacuje trwałości zużyciowej, przyrostu temperatury ani wpływu zabrudzeń, niewspółosiowości i udarów; do tego potrzebny jest pełny opis zastosowania. Nie dobiera pasowania w obudowie (do tego służy kalkulator wcisku) ani nie rozdziela obciążenia na dwa łożyska (kalkulator obciążenia). Wynik pozwala wstępnie wybrać materiał; następnie wystarczy przesłać warunki pracy z liczbami, a nasi inżynierowie potwierdzą materiał i wymiar.
Najczęściej zadawane pytania
Co to jest pV w łożysku ślizgowym?
Iloczyn nacisku jednostkowego p (N/mm²) i prędkości ślizgania v (m/s). Jest proporcjonalny do ciepła tarcia wydzielanego na jednostkę powierzchni łożyska i stanowi zwykłą granicę dla tulei pracujących na sucho i w smarowaniu granicznym.
Jaka wartość pV jest dobra?
To zależy od materiału: około 1,8 N/mm²·m/s długotrwale dla kompozytu PTFE na sucho, 2,8 dla bimetalu i brązu zwijanego ze smarem, 10 dla bimetalu w oleju, 22 dla kompozytu POM w oleju, 1,65 dla brązu grafitowego na sucho. Wygodny zapas daje utrzymanie się poniżej 80 % granicy.
Jak obliczyć prędkość ślizgania tulei w ruchu wahadłowym?
Część pełnego obrotu zataczaną w jednym cyklu (kąt / 360, dwukrotnie – tam i z powrotem) mnoży się przez obwód otworu π × d i liczbę cykli na minutę, a następnie dzieli przez 60 000, aby otrzymać m/s.
Dlaczego granica statyczna różni się od dynamicznej?
Obciążenie spoczynkowe trzeba jedynie przenieść bez odkształcenia warstwy ślizgowej; obciążenie w ruchu wytwarza dodatkowo ciepło i zużycie. Dlatego materiały mają wyższą nośność statyczną (250 N/mm² dla tulei kompozytowych, 45 dla brązu odlewanego) i niższą w ruchu.
Czy kalkulator nadaje się do podkładki oporowej?
Tak: jako d × L wpisuje się pole pierścieniowej powierzchni czołowej (dowolne d i L, których iloczyn równa się temu polu), a prędkość ślizgania przyjmuje na średnicy średniej; granice materiałowe są te same.
Powyżej granicy albo blisko niej?
Wystarczy przesłać obciążenie, prędkość, rodzaj ruchu i otoczenie. Nasi inżynierowie proponują materiał, wymiar i smarowanie oraz przygotowują ofertę w ciągu 12 godzin. Próbki są bezpłatne.
Odpowiedź na zapytanie: 12 h · Bezpłatne próbki · Bez minimum zamówienia