Formule di calcolo dei cuscinetti
Carico radiale dinamico equivalente:
Il carico fisso costante sotto la cui influenza un cuscinetto a rulli presenta la stessa durata utile raggiunta con le condizioni di carico effettive. Il carico radiale dinamico equivalente per cuscinetti a sfere radiali e a contatto angolare e per cuscinetti a rulli radiali, con carichi radiali e assiali costanti, è dato da
P r = (X F r + Y F a ). f d
Il carico radiale dinamico equivalente per cuscinetti a rulli radiali con α = 0, e soggetti esclusivamente a carico radiale, è dato da
P r = F r f d
Carico assiale dinamico equivalente:
Il carico assiale centrico sotto la cui influenza un cuscinetto a rulli presenta la stessa durata utile raggiunta con le condizioni di carico effettive. Il carico assiale dinamico equivalente per cuscinetti a sfere reggispinta e cuscinetti a rulli reggispinta con α ≠ 0 è dato da
P a = (X F r + Y F a ). f d
I cuscinetti reggispinta a sfera e a rullo con α = 90 gradi possono supportare solo carichi assiali. Il carico assiale dinamico equivalente per cuscinetti di questo tipo è dato da
P a = F a f d
Carico radiale statico equivalente:
Carico radiale statico che provoca la stessa sollecitazione di contatto al centro dell'elemento rotante/contatto di rotolamento con il carico maggiore del contatto che si verifica nelle condizioni di carico effettive. Il carico radiale statico equivalente per cuscinetti a sfere radiali e a contatto angolare e per cuscinetti a rulli radiali è il maggiore tra i due valori dati da
P 0r = X 0 F r + Y 0 F a
P 0r = F r
Carico assiale statico equivalente:
Carico assiale centrico statico che provocherebbe la stessa sollecitazione di contatto al centro dell'elemento rotante/contatto di rotolamento con il carico maggiore del contatto che si verifica nelle condizioni di carico effettive. Il carico assiale statico equivalente per cuscinetti a sfere reggispinta e cuscinetti a rulli reggispinta è dato da
P 0a = X 0 F r + Y 0 F a
Carico risultante equivalente
Quando il carico del cuscinetto è costante, il carico equivalente è determinato dal tipo di cuscinetto da.
P = P r or P = P a
Quando il carico del cuscinetto nel corso della durata utile non è costante, il carico equivalente è determinato da.
dove:
, carico cuscinetto P Stima durata utile di base:
Per un singolo cuscinetto a rulli o un gruppo di cuscinetti a rulli apparentemente identici che operano nelle stesse condizioni, la durata utile associata con un'affidabilità del 90%, con materiali e qualità di produzione contemporanei e comunemente usati e nelle stesse condizioni operative. La stima della durata utile di base per cuscinetti a sfere radiali è data da
 | or |  | per durata utile in ore |
La stima della durata utile di base per cuscinetti a rulli radiali è data da
 | or |  | per durata utile in ore |
La stima della durata utile di base per cuscinetti a sfere reggispinta è data da
 | or |  | per durata utile in ore |
La stima della durata utile di base per cuscinetti a rulli reggispinta è data da
 | or |  | per durata utile in ore |
Stima durata utile regolata:
La stima della durata utile ottenuta regolando la stima della durata utile di base per un livello di affidabilità appropriato, proprietà speciali dei cuscinetti e condizioni operative specifiche. La stima della durata utile di base per cuscinetti a sfere radiali è data da
per il metodo di calcolo ANSI/AFBMA 9 (ISO 281): L nar = L 10r a 1 a 2 a 3 o L na = L 10 a 1 a 2 a 3 per la durata nominale in ore
per il metodo di calcolo SKF AG: L nar = L 10r a 1 a skf f t o L na = L 10 a 1 a skf f t per durata nominale in ore
Fattore di regolazione durata utile per l'affidabilità, a1
Per un gruppo di cuscinetti a rulli apparentemente identici, che operano nelle stesse condizioni, la percentuale del gruppo che si prevede raggiunga o superi una durata specifica. L'affidabilità di un singolo cuscinetto a rulli corrisponde alla probabilità che il cuscinetto raggiunga o superi una durata specifica. I valori del fattore di regolazione della durata utile a1 sono indicati nella tabella successiva:
Affidabilità [%] | 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 |
Fattore di regolazione durata utile le per proprietà speciali dei cuscinetti, a2
La durata utile del cuscinetto viene incrementata o ridotta in base alla qualità del materiale, alla tecnologia di produzione del cuscinetto e alla sua progettazione interna. Per queste proprietà della durata utile del cuscinetto, il valore viene corretto dal fattore di regolazione della durata utile per le proprietà speciali dei cuscinetti a2.
Fattore di regolazione durata utile per le condizioni operative, a3
Utilizzando questo fattore si tiene conto degli effetti delle condizioni operative, in particolare della lubrificazione sul cuscinetto. La durata del cuscinetto è influenzata dal fenomeno della fatica che si verifica, in generale, al di sotto di superfici sottoposte a ripetute sollecitazioni. Se le condizioni di lubrificazione sono buone, l'elemento a rulli e le superfici di rotolamento sono separati da una pellicola d'olio e il danno alla superficie può essere ignorato, a 3 è impostato su 1. Se le condizioni di lubrificazione non sono buone, ad esempio se la viscosità dell'olio lubrificante è bassa o la velocità periferica degli elementi di rotolamento è particolarmente bassa, e così via, viene usato a 3 < 1.
Se, invece, la lubrificazione è particolarmente buona, è possibile usare un valore di a 3 > 1. Se la lubrificazione non è ottimale e viene usato a 3 < 1, il fattore di regolazione durata utile a2 non può essere superiore a 1. Se viene selezionato un cuscinetto in base alla stima del carico dinamico di base, si consiglia di selezionare un valore appropriato per il fattore di affidabilità a1 per ciascuna applicazione. Effettuare la selezione usando il C/P determinato dal tipo di macchina e in base alle condizioni effettive di lubrificazione, temperatura, montaggio e così via.
Fattore di modifica durata SKF, aSKF
Questo fattore rappresenta il rapporto tra il coefficiente limite del caricamento a fatica (Pu/P), le condizioni di lubrificazione (coefficiente di viscosità) e il livello di contaminazione nel cuscinetto (ηc). È possibile estrarre i valori per il fattore aSKF da quattro diagrammi, a seconda del tipo di cuscinetto, come funzione di ηc(Pu/P) per i cuscinetti SKF standard e SKF Explorer e i diversi valori del coefficiente di viscosità κ.
Diagramma 1: Fattore a SKF per i cuscinetti radiali a sfera:
| a SKF |  |
| η c (P u / P) |
 | Altri cuscinetti SKF standard | |
 | Cuscinetti SKF Explorer |
Diagramma 2: Fattore a SKF per i cuscinetti radiali a rulli:
| a SKF |  |
| η c (P u / P) |
| | Altri cuscinetti SKF standard | |
| | Cuscinetti SKF Explorer |
Diagramma 3: Fattore a SKF per cuscinetti a sfere reggispinta:
| a SKF |  |
| η c (P u / P) |
Diagramma 4: Fattore a SKF per i cuscinetti radiali a rulli reggispinta:
| a SKF |  |
| η c (P u / P) |
| | Altri cuscinetti SKF standard | |
| | Cuscinetti SKF Explorer |
Fattore di temperatura, ft
La temperatura operativa di ciascun cuscinetto è determinata dal materiale e dalla struttura. Se viene eseguito un trattamento termico speciale, i cuscinetti possono essere utilizzati a temperature superiori a +150 ºC. La sollecitazione di contatto ammissibile diminuisce gradualmente con l'aumentare della temperatura operativa. La stima della durata utile diminuisce di conseguenza.
Potenza perduta per attrito
Per κ > 4, utilizzare la curva per κ = 4. Poiché il valore di η c (P u / P) tende a zero, a SKF tende a 0,1 per tutti i valori di κ. La linea punteggiata indica la posizione della scala a 23 (κ) precedente dove a SKF = a 23.
I diagrammi rappresentano i valori e i fattori di sicurezza tipici del tipo normalmente associato con i limiti di caricamento a fatica per altri componenti meccanici. Considerando le semplificazioni inerenti alle equazioni della stima della durata utile di SKF, anche se le condizioni operative vengono identificate in maniera precisa, non è consigliabile usare valori di a SKF superiori a 50.
Significato delle variabili usate: