동등가 반지름 하중
롤링 베어링의 수명이 실제 하중 조건에서의 수명과 같다는 영향을 받는 일정한 고정 하중입니다. 일정한 반지름 및 축방향 하중 하에서 반지름 및 각 접촉 볼 베어링과 반지름 롤러 베어링의 동등가 반지름 하중은 다음과 같습니다.
P r = (X F r + Y F a ). f d
α = 0이고 반지름 하중만 작용하는 경우 반지름 롤러 베어링의 동등가 반지름 하중은 다음과 같습니다.
P r = F r f d
동등가 축방향 하중
롤링 베어링의 수명이 실제 하중 조건에서의 수명과 같다는 영향을 받는 일정한 중심 축방향 하중입니다. α ≠ 0인 경우 스러스트 볼 베어링과 스러스트 롤러 베어링의 동등가 축방향 하중은 다음과 같습니다.
P a = (X F r + Y F a ). f d
α = 90도인 스러스트 볼 및 롤러 베어링은 축방향 하중만 지원할 수 있습니다. 이 베어링 유형의 동등가 축방향 하중은 다음과 같습니다.
P a = F a f d
정등가 반지름 하중
실제 하중 조건에서 발생하는 접촉과 가장 무거운 하중을 받는 롤링 요소/배선관 접촉의 중심에 있는 접촉 응력이 같아지는 정적 반지름 하중입니다. 반지름 및 앵귤러 콘택트 볼 베어링과 반지름 롤러 베어링의 정등가 반지름 하중은 다음 두 값보다 큽니다.
P 0r = X 0 F r + Y 0 F a
P 0r = F r
정등가 축방향 하중
실제 하중 조건에서 발생하는 접촉과 가장 무거운 하중을 받는 롤링 요소/배선관 접촉의 중심에 있는 접촉 응력이 같아지는 정적 중심 축방향 하중입니다. 스러스트 볼 베어링과 스러스트 롤러 베어링의 정등가 축방향 하중은 다음과 같습니다.
P 0a = X 0 F r + Y 0 F a
결과 등가 하중
베어링 하중이 일정하면 베어링 유형에 따라 등가 하중은 다음과 같습니다.
P = P r or P = P a
서비스 수명 동안 베어링 하중이 일정하지 않으면 등가 하중은 다음과 같습니다.
설명:
|
i |
서비스 수명 기간 색인 |
|
|
n i |
서비스 수명 기간 회전 |
|
|
t i |
서비스 수명 기간 |
|
|
P i |
베어링 유형에 따른 서비스 수명 기간 등가 반지름 또는 축방향 하중 |
, 베어링 하중 P
기본 정격 수명
동일한 조건에서 작업하는 명백히 동일한 롤링 베어링 그룹 또는 개별 롤링 베어링의 경우 기본 작업 조건에서 재질 및 제조 품질을 동시에 공통으로 사용하며 90% 신뢰도와 연관된 수명입니다. 반지름 볼 베어링의 기본 정격 수명은 다음과 같습니다.
|
또는 |
|
정격 수명(시간)의 경우 |
반지름 롤러 베어링의 기본 정격 수명은 다음과 같습니다.
|
또는 |
|
정격 수명(시간)의 경우 |
스러스트 볼 베어링의 기본 정격 수명은 다음과 같습니다.
|
또는 |
|
정격 수명(시간)의 경우 |
스러스트 롤러 베어링의 기본 정격 수명은 다음과 같습니다.
|
또는 |
|
정격 수명(시간)의 경우 |
조정된 정격 수명
적합한 신뢰도 수준, 특수 베어링 특성 및 특정 작업 조건에 대한 기본 정격 수명을 조정하여 얻은 정격 수명입니다. 반지름 볼 베어링의 기본 정격 수명은 다음과 같습니다.
ANSI/AFBMA 9(ISO 281) 계산 방법: 정격 수명(시간)의 경우 L nar = L 10r a 1 a 2 a 3 또는 L na = L 10 a 1 a 2 a 3
SKF AG 계산 방법: 정격 수명(시간)의 경우 L nar = L 10r a 1 a skf f t 또는 L na = L 10 a 1 a skf f t
신뢰도에 대한 수명 조정 계수, a1
동일한 롤링 베어링 그룹에 대해 같은 조건의 작업을 수행하여 지정된 수명을 다하거나 수명을 초과할 것으로 예상되는 그룹의 백분율입니다. 개별 롤링 베어링의 신뢰도는 베어링이 지정된 수명을 다하거나 초과하는 확률입니다. 수명 조정 계수 a1의 값이 아래 테이블에 나와 있습니다.
|
신뢰도 [%] |
L na |
a1 |
|---|---|---|
|
90 |
L 10 |
1 |
|
95 |
L 5 |
0.62 |
|
96 |
L 4 |
0.53 |
|
97 |
L 3 |
0.44 |
|
98 |
L 2 |
0.33 |
|
99 |
L 1 |
0.21 |
특수 베어링 특성에 대한 수명 조정 계수, a2
베어링 수명은 재질의 품질, 베어링의 제조 기술 및 내부 설계에 따라 늘어나거나 줄어듭니다. 이러한 베어링 수명 특성의 경우 수명 값은 특수 베어링 특성에 대한 수명 조정 계수 a2에 의해 정정됩니다.
작업 조건에 대한 수명 조정 계수, a3
이 계수를 사용하여 작업 조건 효과, 특히 베어링에 대한 윤활 효과를 고려합니다. 베어링 수명은 일반적으로 반복되는 응력을 받는 표면 아래에서 발생하는 피로 현상의 영향을 받습니다. 윤활 조건이 양호하면 즉, 롤링 요소와 배선관 표면이 오일막으로 분리되고 표면 손상을 무시할 수 있으면 a 3 은 1로 설정됩니다. 윤활 조건이 양호하지 않은 경우, 예를 들어, 윤활유의 점도가 낮거나 롤링 요소의 주변 속도가 아주 느린 경우에는 a 3 < 1이 사용됩니다.
반대로 윤활 조건이 아주 양호한 경우에는 a 3 > 1 값을 사용할 수 있습니다. 윤활 조건이 양호하지 않으며 a 3 < 1을 사용하는 경우에는 수명 조정 계수 a2가 1보다 클 수 없습니다. 기본 동정격 하중에 따라 베어링을 선택하는 경우 각 응용프로그램에 적합한 신뢰도 계수 값 a1을 선택하는 것이 좋습니다. 기계 유형에 의해 결정되고 실제 윤활, 온도, 마운팅 등의 조건을 기준으로 한 C/P를 사용하여 선택합니다.
SKF 수명 수정 계수, aSKF
이 계수는 피로 하중 제한 비율(Pu/P), 윤활 조건(점도 비율) 및 베어링의 오염 수준(ηc) 간 관계를 나타냅니다. 계수 aSKF의 값은 베어링 유형에 따라 SKF 표준 및 SKF Explorer 베어링과 점도 비율 κ의 다른 값에 대한 ηc(Pu/P)의 함수로 네 개 다이어그램에서 얻을 수 있습니다.
다이어그램 1: 반지름 볼 베어링에 대한 계수 a SKF
| a SKF |
|
| η c (P u / P) |
|
기타 SKF 표준 베어링 | |
|
SKF Explorer 베어링 |
다이어그램 2: 반지름 롤러 베어링에 대한 계수 a SKF
| a SKF |
|
| η c (P u / P) |
|
|
기타 SKF 표준 베어링 | |
|
|
SKF Explorer 베어링 |
다이어그램 3: 스러스트 볼 베어링에 대한 계수 a SKF
| a SKF |
|
| η c (P u / P) |
다이어그램 4: 반지름 스러스트 롤러 베어링에 대한 계수 a SKF
| a SKF |
|
| η c (P u / P) |
|
|
기타 SKF 표준 베어링 | |
|
|
SKF Explorer 베어링 |
온도 계수, ft
각 베어링의 작업 온도는 해당 재질 및 구조를 기준으로 결정됩니다. 특수 열처리를 수행하면 +150ºC 이상의 온도에서 베어링을 사용할 수 있습니다. 작업 온도가 높아짐에 따라 허용 접촉 응력이 점차적으로 줄어듭니다. 그에 따라 정격 수명이 줄어듭니다.
마찰에 의해 손실된 동력
κ > 4의 경우 κ = 4에 곡선을 사용합니다. η c (P u / P) 값이 0이 되는 경우 a SKF 는 모든 κ 값에 대해 0.1이 됩니다. 점선은 기존 a 23 (κ) 축척의 위치를 표시합니다. 여기서 a SKF = a 23 입니다.
다이어그램은 일반적으로 다른 공학 구성요소에 대해 피로 하중 제한과 연관된 유형의 일반 값 및 안전계수를 나타냅니다. SKF 정격 수명 방정식을 사용하는 단순화를 고려했을 때 작업 조건이 정확하게 식별된 경우에도 50을 초과하여 a SKF 의 값을 사용하는 것은 의미가 없습니다.
사용된 변수의 의미
|
C r |
기본 동정격 반지름 하중 [lbforce, N] |
|
|
C or |
기본 정정격 반지름 하중, [lbforce, N] |
|
|
C a |
기본 동정격 축방향 하중 [lbforce, N] |
|
|
C oa |
기본 정정격 축방향 하중, [lbforce, N] |
|
|
Fa |
베어링 축 하중 = 실제 베어링 하중의 축 구성요소, [lbforce, N] |
|
|
F r |
베어링 레이디얼 하중 = 실제 베어링 하중의 레이디얼 구성요소, [lbforce, N] |
|
|
n |
샤프트 회전 [rpm] |
|
|
L regr |
필요한 정격 수명(10 6 회 회전), [Mr] | |
|
L 10r |
기본 정격 수명(10 6 회 회전), [Mr] |
|
|
L nar |
조정된 정격 수명(10 6 회 회전), [Mr] |
|
|
L reg |
필요한 정격 수명(10 6 회 회전), [h] | |
|
L 10 |
기본 정격 수명(10 6 회 회전) [h] |
|
|
L na |
조정된 정격 수명(10 6 회 회전), [h] |
|
|
P r |
동등가 반지름 하중 [lbforce, N] |
|
|
P or |
정등가 반지름 하중, [lbforce, N] |
|
|
P a |
동등가 축방향 하중 [lbforce, N] |
|
|
P oa |
정등가 축방향 하중, [lbforce, N] |
|
|
X |
다이나믹 반지름 하중 계수 | |
|
X 0 |
정적 반지름 하중 계수 | |
|
Y |
다이나믹 축방향 하중 계수 | |
|
Y 0 |
정적 축방향 하중 계수 | |
|
R reg |
필요한 신뢰도, [%] |
|
|
a 1 |
신뢰도에 대한 수명 조정 계수 |
|
|
a 2 |
특수 베어링 특성에 대한 수명 조정 계수 |
|
|
a 3 |
작업 조건에 대한 수명 조정 계수 |
|
|
a SKF |
SKF 수명 방법을 기준으로 한 수명 조정 계수 |
|
|
e |
계수 X와 Y의 다른 값 적용 가능성에 대한 F a / F r 의 한계값 |
|
|
P |
수명 결정 지수 |
|
| α |
베어링의 공칭 접촉각(도) |
|
|
s 0 |
필요한 정적 안전계수 |
|
|
s 0c |
계산된 정적 안전계수 |
|
|
f t |
온도 계수 |
|
|
f d |
추가 힘 계수 |
|
|
l t |
윤활 유형 |
|
|
T |
최대 작동 온도 |
|
|
f z |
마찰에 의해 손실된 동력 |
|
| μ |
마찰계수 [MPA,psi] |