이론적 사용 수명은 다음 조건이 충족될 경우에만 실제 적용에서 달성됩니다:
- 영구 하중의 크기와 방향을 신중하게 결정
- 일정한 회전 속도
- 100°C를 초과하지 않는 일정한 온도
- 장착 및 운전 중 최대 청정도 유지
- 윤활제의 신중한 선택과 적절한 주유량
- 「취급 및 장착」 섹션의 지침을 엄격히 준수하여 설치
더 복잡한 적용 사례나 의문이 있는 경우, 당사의 기술 조언을 구하시기 바랍니다.
볼 베어링의 부하 정격 및 이론적 사용 수명 계산에는 ISO 및 AFBMA 표준의 공식과 이론을 사용합니다.
1. 레이디얼 및 축방향 볼 베어링의 사용 수명
L10 = (C / P)3
| 기호 정의 | |
|---|---|
| L10 | 백만 회전 단위의 사용 수명 |
| C | 기본 동적 부하 정격 (N) |
| P | 동적 등가 하중 (N) |
| C/P | 부하 안전율 |
2. 시간 단위의 사용 수명
L10h = L10 x 106 / (n x 60)
| 기호 정의 | |
|---|---|
| L10 | 백만 회전 단위의 사용 수명 |
| n | 회전 속도 (1/min, rpm) |
단위 환산:
1 N = 1 kg m/s2
1 kgf (= 1kp) = 9.81 N
3. 기호 정의
| L10 | 백만 회전 단위의 사용 수명 |
| L10h | 동일한 조건에서 동일한 볼 베어링 다수 중 90%가 달성하는 시간 단위의 사용 수명. 그 중 40%는 5배 더 긴 사용 수명을 달성합니다. |
| C | 기본 동적 부하 정격은 베어링이 100만 회전의 기본 정격 수명을 달성하는 일정하고 변하지 않는 하중입니다. 레이디얼 베어링의 경우, 기본 레이디얼 동적 부하 정격 Cr은 일정하고 변하지 않는 레이디얼 하중만을 기준으로 합니다. 축방향 베어링의 경우, 축방향 동적 부하 정격 Ca는 베어링 축 방향으로만 작용하는 변하지 않는 축방향 하중을 기준으로 합니다. 각 베어링의 부하 정격 Cr 및 Ca는 치수표에 명시되어 있으며, 베어링 크기, 구름 요소 수량, 재질 및 베어링 설계에 따라 달라집니다. 부하 정격 값은 STN ISO 281 표준에 따라 결정됩니다. |
동적 부하 정격은 다음 사항을 고려합니다:
- 볼 베어링의 다양한 구성 요소(레이스웨이 및 볼)의 반복 변형 — 재질의 기계적 강도와 기하학적 형상에 따라 결정
- 하중의 빈도
- 경험적 확률 계수
| P | 동적 등가 하중. 이론적 사용 수명 계산 시 순수 레이디얼 하중(레이디얼 베어링의 경우) 또는 순수 축방향 하중(축방향 베어링의 경우)만 작용하는 경우와 동일한 값을 산출하도록 축방향 및 레이디얼 하중 성분을 포함하는 가상의 하중입니다. |
| C0 | 기본 정적 부하 정격. 레이디얼 베어링의 경우 레이디얼 하중, 축방향 베어링의 경우 축방향으로 작용하는 일정한 하중으로, 가장 높은 하중을 받는 접촉점에서 구름 요소 직경의 최대 0.1퍼밀(per mille)의 영구 변형이 발생하는 하중입니다. 적용 조건:
|
| P0 | 정적 등가 하중 |
4. 동적 등가 하중 계산
4.1 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링, 단열
P = X . Fr + Y . Fa
| 기호 정의 | |
|---|---|
| P | 동적 등가 하중 (N) |
| Fr | 레이디얼 하중 성분 (N) |
| Fa | 축방향 하중 성분 (N) |
| X | 아래 표에 따른 베어링의 레이디얼 계수 |
| Y | 아래 표에 따른 베어링의 축방향 계수 |
4.2 축방향 깊은 홈 볼 베어링
P = Fa
5. 정적 부하 정격 계산
C0 = S0 . P0
| 기호 정의 | |
|---|---|
| C0 | 기본 정적 부하 정격 (N) |
| P0 | 정적 등가 하중 (N) |
| S0 | 정적 부하 안전 계수 |
정적 부하 안전 계수 값은 운전 조건 및 베어링에 대한 요구 사항에 따라 다음과 같이 선택할 수 있습니다:
| S0 값 | 적용 조건 |
|---|---|
| 0.5 ~ 0.7 | 낮은 요구 사항 및 진동 없는 운전 |
| 1.0 ~ 1.2 | 일반적인 요구 사항 및 진동 없는 운전 |
| 1.5 ~ 2.0 | 높은 요구 사항 및 충격 하중 |
6. 정적 등가 하중 계산
6.1 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링
P0 = X0 . Fr + Y0 . Fa
| 기호 정의 | |
|---|---|
| P0 | 정적 등가 베어링 하중 (N) |
| Fr | 최대 정적 하중의 레이디얼 성분 (N) |
| Fa | 최대 정적 하중의 축방향 성분 (N) |
| X0 | 레이디얼 하중 계수 = 0.6 |
| Y0 | 축방향 하중 계수 = 0.5 |
주의: 이 공식으로 산출된 정적 등가 베어링 하중 P0 < Fr인 경우, P0 = Fr을 사용하십시오.
6.2 축방향 깊은 홈 볼 베어링
P0 = Fa
7. 듀플렉스 베어링
두 개의 단열 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링을 듀플렉스 배열(X형, O형 또는 탠덤)로 사용하는 경우, 기본 동적 부하 정격 및 동적 등가 하중 계산 시 다음 관계를 고려해야 합니다.
7.1 X형 또는 O형 듀플렉스 배열
기본 동적 부하 정격
Cd = C . cos0.7(alpha)
L10 = (Cd / P)3
| 기호 정의 | |
|---|---|
| Cd | 볼 베어링 쌍의 기본 동적 부하 정격 (N) |
| alpha | 접촉각 |
| C | 단열 볼 베어링의 기본 동적 부하 정격 (N) |
| L10 | 백만 회전 단위의 사용 수명 |
| P | 동적 등가 하중 (N) |
동적 등가 하중
P = X . Fr + Y . Fa
| 기호 정의 | |
|---|---|
| P | 동적 등가 하중 (N) |
| Fr | 레이디얼 하중 성분 (N) |
| Fa | 축방향 하중 성분 (N) |
| X | 볼 베어링 쌍의 레이디얼 계수 |
| Y | 볼 베어링 쌍의 축방향 계수 |
예압이 있는 X형 또는 O형 듀플렉스 배열
Fa = 0.8 (Fap + Fa1)*
| 기호 정의 | |
|---|---|
| Fa | 유효 축방향 하중 (N) |
| Fap | 볼 베어링 쌍의 예압 (N) |
| Fa1 | 예압된 볼 베어링 쌍에 작용하는 외부 축방향 힘 (N) |
* 주의: 예압 Fap와 축방향 힘 Fa1의 비율은 어떤 베어링도 완전히 하중이 해제되지 않도록 선택해야 합니다. myonic이 권장하는 레이디얼 틈새 및 접촉각 범위 내에서는 다음 조건이 충족되면 이 요건이 만족됩니다:
Fap ≥ 0.35 Fa1
예압이 없거나 축방향 틈새가 작은 X형 또는 O형 듀플렉스 배열
이러한 경우, 7.1항에 나열된 공식을 사용하여 계산을 수행해야 합니다. 표에서 X 및 Y 계수를 결정할 때 두 베어링의 볼 수를 고려해야 합니다(여기서 분모의 "2"로 표시).
f0 . Fa / (2 . Z . Dw2)
| 기호 정의 | |
|---|---|
| Z | 볼 수량 |
| Dw | 볼 직경 (mm) |
7.2 탠덤 배열
기본 동적 부하 정격
Ct = C . N0.7
| 기호 정의 | |
|---|---|
| Ct | 탠덤 배열의 동적 부하 정격 (N) |
| C | 단열 볼 베어링의 동적 부하 정격 (N) |
| N | 볼 베어링 수량 |
동적 등가 하중 및 정격 수명은 Ct를 고려하여, 단열 볼을 가진 단열 베어링과 동일하게 계산합니다. X, Y 및 e 계수는 이 페이지 하단의 표에 있습니다.
8. 계산 예시
예시 1
다음 운전 조건에서 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링 R 2570X의 이론적 정격 수명 Lh를 계산합니다:
| 레이디얼 하중 | Fr = 5.7 N |
| 축방향 하중 | Fa = 2.8 N |
| 회전 속도 | n = 8000 rpm |
| 레이디얼 틈새 | 2 / 5 μm |
단계별 계산
1단계: 한계값 e 결정
(X/Y 표에서: 레이디얼 틈새 2–5 μm, 접미사 2/5)
2단계: Fa/Fr과 e 비교
→ X = 0.56, Y = 2.77 사용
3단계: 동적 등가 하중 P 계산
P = 0.56 · 5.7 + 2.77 · 2.8 = 3.2 + 7.8 = 11 N
4단계: 사용 수명 L10 계산
L10 = (C/P)³ = 12.9³ = 2,147백만 회전
5단계: 시간 단위로 환산 L10h
= L10h = 4,473 시간
레이디얼 볼 베어링의 X 및 Y 값
8.1 단열 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링
동적 등가 하중 계산을 위한 레이디얼 계수 X 및 축방향 계수 Y. Fa/Fr ≤ e인 경우 X = 1, Y = 0을 사용합니다.
| 베어링 유형 | 상대 축방향 하중 f0·Fa/C0r | 한계값 e | Fa/Fr ≤ e | Fa/Fr > e | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| X | Y | X | Y | |||
| 레이디얼 깊은 홈 볼 베어링 (단열) | 0.172 | 0.19 | 1 | 0 | 0.56 | 2.30 |
| 0.345 | 0.22 | 1 | 0 | 0.56 | 1.99 | |
| 0.689 | 0.26 | 1 | 0 | 0.56 | 1.71 | |
| 1.03 | 0.28 | 1 | 0 | 0.56 | 1.55 | |
| 1.38 | 0.30 | 1 | 0 | 0.56 | 1.45 | |
| 2.07 | 0.34 | 1 | 0 | 0.56 | 1.31 | |
| 3.45 | 0.38 | 1 | 0 | 0.56 | 1.15 | |
| 5.17 | 0.42 | 1 | 0 | 0.56 | 1.04 | |
| 6.89 | 0.44 | 1 | 0 | 0.56 | 1.00 | |
중간값은 선형 보간법으로 계산할 수 있습니다.
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