دانستنی‌های بیرینگ (6)

انتخاب بیرینگ براساس بار استاتیکی

هنگامی‌که هر یک از شرایط زیر وجود داشته باشد، بایستی انتخاب اندازه بیرینگ با توجه به اثرات احتمالی تغییر شکل دائمی، براساس میزان بار استاتیکی که می‌تواند تحمل کند، صورت پذیرد:

• بیرینگ تحت چرخش و بارهای سنگین پیوسته یا نوسانات شدید بار قرار می‌گیرد.
• بیرینگ در شرایط زیر بار، حرکات نوسانی کندی ایجاد می‌کند.
• بیرینگ علاوه بر تحمل بار و طی زمان خستگی طبیعی، باید به طور موقت نوسانات شدید بار را نیز تحمل کند.
• بیرینگ زیر بار با سرعت کم می‌چرخد (η<10 r/min) و برای یک طول عمر محدود و معین مورد استفاده قرار می‌گیرد. در چنین حالتی، معادلات موجود برای محاسبه طول عمر اولیه، برای بار تحمل دینامیکی معادل P، چنان میزان کمی از بار اولیه جنبشی C ارائه می‌دهد که بیرینگی که براساس معادله عمر خستگی انتخاب می‌شود، در عمل با باری بیش از حد مجاز مواجه می‌شود.

در چنین شرایطی، تغییر شکل حاصل می‌تواند شامل له شدگی بر روی عناصر چرخنده (ساچمه‌ها) و یا
فرو رفتگی در شیار حرکت ساچمه‌ها (ریس) باشد. فرو رفتگی‌ها ممکن است در فواصل نامنظم در اطراف شیار حرکت ساچمه‌ها (ریس) بوجود بیاید یا به طور منظم در فواصلی که ساچمه‌ها با ریس تماس داشته‌اند به وجود بیاید. بیرینگ ساکن یا بیرینگ‌هایی که به طور آهسته در حال حرکت نوسانی هستند و زیر بارهایی قرار دارند که برای ایجاد تغییر شکل دائمی به اندازه کافی بزرگ هستند، در معرض چرخش مداوم، با سطح بالایی از لرزش و اصطکاک مواجه هستند. همچنین امکان دارد، لقی داخلی این بیرینگ‌ها افزایش یافته و محفظه نگه‌دارنده (هوزینگ) و یا حتی شافت تحت تاثیر و یا آسیب قرار بگیرد.

محاسبه بار استاتیکی ( بار ایستا یا ساکن)

بار اولیه استاتیک C₀ بنابر استاندار ISO 76 به مقدار باری اطلاق می‌شود که منجر به مقدار معینی از تنش تماسی در مرکز تماس عنصر غلطنده (ساچمه) با مسیر حرکت (ریس) که بالاترین میزان از بار و فشار را تحمل می‌کند. مقادیر تنش تماسی:

• 4600 مگاپاسکال برای بلبرینگ‌های خودتنظیم
• 4200 مگاپاسکال برای انواع دیگر بلبرینگ
• 4000 مگاپاسکال برای انواع رولبرینگ‌

این مقادیر تنش باعث تغییر شکل دائمی عناصر غلطنده (ساچمه) و شیار حرکت (ریس) می‌شود که تقریباً 0،0001 قطر ساچمه است. بارها برای بیرینگ‌های شعاعی کاملاً شعاعی و برای بیرینگ‌های محوری کاملاً محوری، و برای بیرینگ‌های کف گرد بارها مرکزی هستند.

بار تحمل ساکن معادل

بارهای شعاعی و محوری که قرار است در رابطه با بار استاتیک اولیه C₀ ارزیابی شوند، باید به بار تحمل ساکن معادل تبدیل شوند. این به عنوان بار فرضی تعریف می‌شود که در صورت اعمال، مشابه همان میزان حداکثر باری که عناصر غلطنده در شرایط واقعی باید تحمل کنند، است. از این معادله عمومی بدست می‌آید:

P₀ = X₀ F_r + Y₀ F_a

P₀ = بار تحمل ساکن معادل (kN)

F_r = بار تحمل شعاعی حقیقی (kN)

F_a = بار تحمل محوری حقیقی (kN)

X₀ = ضریب بار شعاعی برای بیرینگ

Y₀ = ضریب بار محوری برای بیرینگ

در معادله، از مقادیر بار شعاعی و محوری برای حداکثر فشار بار ممکن، استفاده کنید. اگر بار متفاوت است، ترکیبی را که بیشترین مقدار P₀‌ را ایجاد می‌کند، در نظر بگیرید.

^{تصویر شماره 1}

مقادیر راهنما برای ضریب ایمنی استاتیک s₀

ضریب ایمنی استاتیک از معادله زیر بدست می‌آید:

s₀ = C₀/P₀

s₀ = ضریب ایمنی استاتیک

C₀ = بار اولیه استاتیک (kN)

P₀ = بار تحمل ساکن معادل (kN)

مقادیر راهنما برای ضریب ایمنی استاتیک s₀، براساس تجربه، برای بلبرینگ‌ها در جدول شماره 1 و برای رولبرینگ‌ها در جدول شماره 2 ذکر شده است. مقادیر ارائه شده در جداول مذکور برای حرکت مداوم مربوط به تاثیر تغییر شکل دائمی بر عملکرد بیرینگ است، از بالاترین میزان اصطکاک، لرزش و کاهش مقاومت در برابر خستگی (برای کمترین مقدار s₀) تا جزئی‌ترین میزان اصطکاک، لرزش و کمترین تاثیر بر کاهش مقاومت بیرینگ ( بالاترین مقدار s₀). اطمینان از مقدار سطح بار نمایانگر این است که تا چه اندازه بار واقعی بیرینگ معین و یا پیش‌بینی شده است.

^{جدول شماره 1}

^{جدول شماره 2}