Charge dynamique radiale équivalente :
Charge fixe et constante sous l'influence de laquelle un roulement à rouleaux présente la même durée de vie que celle qu'il atteint sous les conditions de charge réelles. La charge radiale dynamique équivalente des roulements à billes à contact oblique/radial et des roulements à rouleaux radiaux, sous une charge radiale ou axiale constante, se détermine ainsi :
P r = (X F r + Y F a ). f d
La charge dynamique radiale équivalente des roulements à rouleaux radiaux, pour lesquels α = 0 et uniquement soumis à une charge radiale, se détermine ainsi :
P r = F r f d
Charge dynamique axiale équivalente :
Charge au centre, axiale et constante, sous l'influence de laquelle un roulement à rouleaux présente la même durée de vie que celle qu'il atteint sous les conditions de charge réelles. La charge dynamique axiale équivalente des butées à billes et à rouleaux pour lesquelles α ≠ 0 se détermine ainsi :
P a = (X F r + Y F a ). f d
Les butées à billes et roulements à rouleaux pour lesquels α = 90 deg. supportent des charges axiales uniquement. La charge axiale dynamique équivalente de ce type de roulements se détermine ainsi :
P a = F a f d
Charge statique radiale équivalente :
Charge statique radiale générant les mêmes contraintes de surface au niveau du centre du contact de l'élément de roulement/du circuit le plus chargé qu'au niveau du contact se produisant sous les conditions de charge réelles. La charge radiale statique équivalent des roulements à billes à contact oblique/radial et des roulements à rouleaux à contact radial correspond à la plus grande des deux valeurs obtenues ainsi :
P 0r = X 0 F r + Y 0 F a
P 0r = F r
Charge statique axiale équivalente :
Charge statique axiale au centre générant les mêmes contraintes de surface au niveau du centre du contact de l'élément de roulement/du circuit le plus chargé qu'au niveau du contact se produisant sous les conditions de charge réelles. La charge axiale statique équivalente des butées à billes et à rouleaux se détermine ainsi :
P 0a = X 0 F r + Y 0 F a
Charge équivalente résultante
Lorsque la charge de roulement est constante, la charge équivalente se détermine ainsi, en fonction du type de roulement :
P = P r or P = P a
Lorsque la charge de roulement, lors de sa durée de vie, n'est pas constante, la charge équivalente se détermine ainsi :
où :
|
i |
indice de durée de vie |
|
|
n i |
rotation de durée de vie |
|
|
t i |
La durée de vie |
|
|
P i |
charge radiale ou axiale équivalente à la durée de vie (en fonction du type de roulement) |
, la charge de roulement P
Durée de vie de base :
Pour un seul roulement à rouleaux, ou un groupe de roulements à rouleaux qui semblent identiques, fonctionnant sous les mêmes conditions, durée de vie associée à un taux de fiabilité de 90 %, avec matériel contemporain et couramment utilisé et qualité de production, et sous des conditions de fonctionnement conventionnelles. La durée de vie nominale d'un roulement à billes à contact radial se détermine ainsi :
|
ou de |
|
pour la durée de vie en heures |
La durée de vie nominale d'un roulement à rouleaux à contact radial se détermine ainsi :
|
ou de |
|
pour la durée de vie en heures |
La durée de vie nominale d'une butée à billes se détermine ainsi :
|
ou de |
|
pour la durée de vie en heures |
La durée de vie nominale d'une butée à rouleaux se détermine ainsi :
|
ou de |
|
pour la durée de vie en heures |
Durée de vie corrigée :
Durée de vie obtenue en corrigeant la durée de vie de base avec un taux de fiabilité approprié, des propriétés de roulement spécifiques et des conditions de fonctionnement spécifiques. La durée de vie nominale d'un roulement à billes à contact radial se détermine ainsi :
pour la méthode de calcul ANSI/AFBMA 9 (ISO 281) : L nar = L 10r a 1 a 2 a 3 or L na = L 10 a 1 a 2 a 3 pour la durée de vie en heures
pour la méthode de calcul SKF AG : L nar = L 10r a 1 a skf f t or L na = L 10 a 1 a skf f t pour la durée de vie en heures
Facteur de correction de durée de vie pour la fiabilité, a1
Pour un groupe de roulements à rouleaux qui semblent identiques, fonctionnant sous les mêmes conditions, pourcentage de fiabilité du groupe à atteindre ou à excéder sa durée de vie attendue. La fiabilité d'un roulement à rouleaux individuel est représentée par la probabilité de ce roulement à atteindre ou excéder une durée de vie spécifiée. Les valeurs du facteur de correction de durée de vie a1 sont indiquées dans le tableau suivant :
|
Fiabilité [%] |
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 |
Facteur de correction de durée de vie pour propriétés spéciales de roulement, a2
La durée de vie d'un roulement augmente ou diminue en fonction de la qualité du matériel, de la technologie de production du roulement et de sa conception interne. Pour ces propriétés de durée de vie d'un roulement, la valeur de la durée de vie est corrigée par le facteur de correction des propriétés spéciales d'un roulement a2.
Facteur de correction de durée de vie pour les conditions de fonctionnement, a3
Ce facteur vous permet de tenir compte des effets des conditions de fonctionnement et, particulièrement de la lubrification du roulement. La durée de vie du roulement est affectée par le phénomène de fatigue qui se produit en général sous les surfaces sujettes à des contraintes répétées. Si les conditions de lubrification sont bonnes, grâce à un film lubrifiant, au moment de la séparation de l'élément de roulement et des surfaces du circuit et si les risques de détériorations des surfaces peuvent donc être écartés, a 3 est défini sur 1. Si les conditions de lubrification ne sont pas bonnes, par exemple si l'huile présente une faible viscosité ou si la vitesse périphérique des éléments de roulement est particulièrement faible, etc., a 3 < 1 est utilisé.
D'un autre côté, lorsque les conditions de lubrification sont particulièrement bonnes, vous pouvez utiliser une valeur a 3 > 1. Lorsque les conditions de lubrification ne sont pas bonnes et qu'une valeur a 3 < 1 est utilisée, le facteur de correction de durée de vie a2 ne peut pas être supérieur à 1. Si vous sélectionnez un roulement en fonction de la charge dynamique de base, nous vous recommandons de choisir une valeur de facteur de fiabilité a1 appropriée pour chaque application. Sélectionnez ces valeurs à l'aide du C/P déterminé par type de machine et en fonction des conditions réelles de lubrification, de température, de montage, etc.
Facteur de modification de la durée de vie SKF, aSKF
Ce facteur représente le rapport entre le taux de charge de fatigue limite (Pu/P), les conditions de lubrification (taux de viscosité) et le niveau de contamination dans le roulement (ηc). Quatre diagrammes permettent d'obtenir les valeurs du facteur aSKF, compte tenu du type de roulement, en tant que fonction de ηc(Pu/P) pour roulements SKF standard et SKF Explorer, ainsi que différentes valeurs du taux de viscositéκ.
Diagramme 1 : Facteur a SKF pour roulements à billes radiaux :
| a SKF |
|
| η c (P u / P) |
|
Autres roulements standard SKF | |
|
Roulements SKF Explorer |
Diagramme 2: Facteur a SKF pour roulements à rouleaux radiaux :
| a SKF |
|
| η c (P u / P) |
|
|
Autres roulements standard SKF | |
|
|
Roulements SKF Explorer |
Diagramme 3 : Facteur a SKF pour butées à billes :
| a SKF |
|
| η c (P u / P) |
Diagramme 4 : Facteur a SKF pour butées à rouleaux radiales :
| a SKF |
|
| η c (P u / P) |
|
|
Autres roulements standard SKF | |
|
|
Roulements SKF Explorer |
Facteur de température, ft
La température de fonctionnement de chaque roulement est déterminée en fonction de leur matière et de leur structure. Si un traitement thermique spécial est réalisé, les roulements peuvent être utilisés à des températures allant jusqu'à 150 ºC. La contrainte en surface admissible diminue progressivement au fur et à mesure que la température de fonctionnement augmente. La durée de vie diminue alors en conséquence.
Puissance perdue par frottement
Pour κ > 4, utiliser une courbe pour κ = 4. Quand la valeur de η c (P u / P) s'approche de zéro, a SKF s'approche de 0.1 pour toutes les valeurs de κ. Les pointillés indiquent la position de l'ancienne échelle a 23 (κ) dans laquelle a SKF = a 23 .
Les diagrammes représentent les valeurs typiques et les facteurs de sécurité du type généralement associé aux limites de charge de fatigue pour d'autres composants mécaniques. Etant donné les simplifications inhérentes aux équations de durée de vie SKF, même si les conditions de fonctionnement sont correctement identifiées, l'utilisation de valeurs de a SKF supérieures à 50 n'est pas significative.
Signification des variables utilisées :
|
C r |
charge radiale dynamique nominale [lbforce, N] |
|
|
C or |
charge radiale statique nominale, [lbforce, N] |
|
|
C a |
charge axiale dynamique nominale [lbforce, N] |
|
|
C oa |
charge axiale statique nominale [lbforce, N]. |
|
|
Fa |
charge axiale de roulement = composant axial de la charge de roulement réelle, [lbforce, N] |
|
|
F r |
charge radiale de roulement = composant radial de la charge de roulement réelle [lbforce, N] |
|
|
n |
révolutions de l'arbre [tr/min] |
|
|
L regr |
durée de vie requise, en 10 6 de révolutions, [Mr] | |
|
L 10r |
durée de vie de base, en 10 6 de révolutions, [Mr] |
|
|
L nar |
durée de vie corrigée, en 10 6 de révolutions, [Mr] |
|
|
L reg |
durée de vie requise, en 10 6 révolutions, [h] | |
|
L 10 |
durée de vie de base, en 10 6 de révolutions, [h] |
|
|
L na |
durée de vie corrigée, en 10 6 de révolutions, [h] |
|
|
P r |
charge radiale dynamique équivalente [lbforce, N] |
|
|
P or |
charge statique radiale équivalente [lbforce, N] |
|
|
P a |
charge axiale dynamique équivalente [lbforce, N] |
|
|
P oa |
charge statique axiale équivalente [lbforce, N] |
|
|
X |
facteur de charge dynamique radiale | |
|
X 0 |
facteur de charge statique radiale | |
|
Y |
facteur de charge dynamique axiale | |
|
Y 0 |
facteur de charge statique axiale | |
|
R reg |
fiabilité requise, [%] |
|
|
a 1 |
facteur de correction de durée de vie pour la fiabilité |
|
|
a 2 |
facteur de correction de durée de vie pour propriétés spéciales de roulement |
|
|
a 3 |
facteur de correction de durée de vie pour les conditions de fonctionnement |
|
|
a SKF |
Facteur de correction de durée de vie basé sur la méthode de durée de vie SKF |
|
|
e |
valeur limite de F a / F r pour l'application de différentes valeurs de facteur X et Y |
|
|
P |
exposant pour déterminer la durée de vie |
|
| α |
angle nominal de contact du roulement, en degrés |
|
|
s 0 |
facteur de sécurité statique requis |
|
|
s 0c |
facteur de sécurité statique calculé |
|
|
f t |
facteur de température |
|
|
f d |
facteur de forces supplémentaires |
|
|
l t |
type de lubrification |
|
|
T |
température de fonctionnement maximale |
|
|
f z |
puissance perdue par frottement |
|
| μ |
coefficient de frottement [MPa, psi] |