:شماره تماس 
 :واتس اپ 

بلبرینگ تحت بارهای دینامیکی

         تاریخ انتشار : 1398/11/14             به اشتراک بگذارید    

 

بارهای وارده بر بلبرینگ را درصورتی‌که نیروهای خارجی (نظیر نیروهای ناشی از انتقال قدرت، نیروهای ناشی از کار انجام‌شده یا نیروهای اینرسی) مشخص باشند، می‌توان از قوانین مکانیک محاسبه نمود. در محاسبات برای سادگی شفت به‌صورت یک تیر صلب در نظر می‌شود که بر روی تکیه‌گاه‌های صلب و بدون خمش (Moment-free) قرارگرفته است. تغییر شکل الاستیک در بلبرینگ، نشیمنگاه و بدنه ماشین و همچنین ممان‌های ایجادشده در بلبرینگ، ناشی از خمش شفت، در محاسبات منظور نمی‌شوند.
این ساده‌سازی‌ها به‌منظور محاسبه فوری نیروها به کمک یک ماشین‌حساب جیبی لازم می‌باشند. روش‌های استاندارد برای محاسبه بارهای اسمی و بارهای معادل وارده بر بلبرینگ نیز بر اساس این فرضیات می‌باشند.

بارهای وارده بر بلبرینگ

 

محاسبه بارهای دینامیکی وارده بر بلبرینگ

می‌توان بارهای وارده بر بلبرینگ را با استفاده از تئوری الاستیسیته بدون فرضیات بالا محاسبه کرد ولی نیاز به برنامه‌های کامپیوتری پیچیده است. در این برنامه‌ها بلبرینگ‌ها، شفت و نشیمنگاه به‌عنوان اجزای الاستیک سیستم در نظر گرفته می‌شوند.
نیروهای خارجی که برای مثال شامل وزن شفت و دیگر اجزای آن یا وزن وسیله نقلیه و یا نیروهای اینرسی دیگر می‌باشند، از قبل مشخص بوده یا قابل‌محاسبه‌اند. هرچند هنگام محاسبه نیروهای کار (نیروهای نورد، نیروهای برش در ماشین‌های ابزار و...)، نیروهای شوک و دیگر نیروهای دینامیکی نظیر نیروی ناشی از عدم بالانس، غالباً لازم است از مقادیر تخمینی بر اساس تجربیات قبلی با ماشین‌ها یا چیدمان‌های بلبرینگ مشابه، استفاده نمود.

چرخ‌دنده‌ها


چرخ‌دنده‌ها


در چرخ‌دنده‌ها نیروی تئوری دنده‌ها را می‌توان بر اساس قدرت منتقل‌شده و مشخصه‌های دنده، تعیین نمود هرچند نیروهای دینامیکی دیگری در داخل چرخ‌دنده ایجاد می‌شوند که ناشی از خود جعبه‌دنده و یا ورودی و خروجی جعبه‌دنده می‌باشند. نیروهای اضافی دینامیکی در جعبه‌دنده‌ها ناشی از خطای ساخت دنده‌ها و عدم بالانس دیگر اجزای دورانی نیز وجود دارند. به‌منظور کاهش سروصداها چرخ‌دنده‌ها را با دقت بالا و استانداردهای دقیق تولید می‌کنند. لذا این نیروها معمولاً ناچیز بوده و در محاسبه بلبرینگ‌ها می‌توان از آن‌ها صرف‌نظر نمود.
نیروهای دیگر ناشی از نوع و عملکرد ماشین‌های کوپل شده به جعبه‌دنده را با مشخص شدن شرایط کارکرد می‌توان تعیین نمود. تأثیر این نیروها بر عمر بلبرینگ را می‌توان با استفاده از ضریب عملکرد که دربرگیرنده نیروهای شوک و راندمان جعبه‌دنده نیز می‌باشند، در محاسبات وارد نمود.
مقادیر این ضرایب برای شرایط عملکرد متفاوت، از جداول ارائه‌شده توسط سازنده جعبه‌دنده تعیین می‌شوند.

 

 

محرک تسمه‌ای (Belt Drive)


در سیستم‌هایی که انتقال نیرو به‌وسیله تسمه انجام می‌گیرد باید اثر نیروی کشش تسمه (Belt Pull) (نیروی محیطی)، که به گشتاور منتقل‌شده بستگی دارد، را در محاسبات بار بلبرینگ‌ها وارد کرد.
نیروی کشش تسمه را باید در ضریبی که بستگی به نوع تسمه، پیش بار آن، کشش داخلی تسمه و دیگر نیروهای دینامیکی دارد، ضرب نمود. مقادیر این ضرایب معمولاً توسط سازنده تسمه تعیین می‌شود. درصورتی‌که این اطلاعات موجود نمی‌باشند می‌توان از مقادیر زیر استفاده کرد.
تسمه دندانه‌دار = 1.3 تا 1.1
تسمه – شکل=2.5 تا 1.2
تسمه تخت (Plain Belts)= 4.5 تا 1.5
مقادیر بزرگ‌تر برای فواصل کوتاه بین شفت‌ها، نیروهای شوک یا سنگین و یا وقتی کشش داخلی تسمه زیاد است، به کار می‌روند.

بار معادل دینامیکی وارده بر بلبرینگ

 

بار معادل دینامیکی وارده بر بلبرینگ

اگر بار F محاسبه‌شده در بخش قبل ازنظر مقدار و جهت ثابت بوده و برای بلبرینگ‌های شعاعی، شعاعی خالص و برای بلبرینگ‌های کف گرد، محوری خالص و مرکزی باشد، با در نظر گرفتن بار مستقیماً در محاسبات عمر وارد می‌شود.
در موارد دیگر لازم است که بار معادل دینامیکی وارده بر بلبرینگ محاسبه شود. این بار بنا به تعریف نیروی فرضی می‌باشد که ازنظر مقدار و جهت ثابت بوده و جهت آن برای بلبرینگ‌های شعاعی، شعاعی و برای بلبرینگ‌های کف گرد، محوری و مرکزی است و تأثیر آن بر عمر بلبرینگ معادل تأثیر بارهای واقعی بر بلبرینگ است .
بلبرینگ‌های شعاعی غالباً تحت بار شعاعی و محوری هم‌زمان می‌باشند. اگر بار معادل ازنظر مقدار و جهت ثابت باشد بار معادل دینامیکی بلبرینگ، P، از رابطه عمومی زیر به دست می‌آید:
P=XFr+YFa
که در آن:
p= بار معادل دینامیکی وارده بر بلبرینگ، kN
Fr=  بار واقعی شعاعی، kN
Fa= بار واقعی محوری، kN
X=  ضریب بار شعاعی بلبرینگ
Y= ضریب بارمحوری بلبرینگ

بار معادل دینامیکی وارده بر بلبرینگ


در بلبرینگ‌های یک ردیفِ شعاعی بارمحوری در صورتی بر بار معادل دینامیکی بلبرینگ P تأثیر دارد که نسبت Fa/Fr  از ضریب حدی معین e بزرگ‌تر باشد. برای بلبرینگ‌های دو ردیفِ حتی بارمحوری کم نیز تأثیرگذار است.
معادله عمومی مشابهی برای رولربلبرینگ‌های کروی کف گرد که توانایی حمل بارمحوری و شعاعی رادارند، صادق است. برای بلبرینگ‌های کف گرد که فقط بارمحوری خالص را تحمل می‌کنند ماند بلبرینگ کف گرد، رولربلبرینگ استوانه‌ای کف گرد، به شرطی که بار مرکزی باشد رابطه بالا به معادله زیر ساده می‌شود:
p=Fa
تمام اطلاعات و ضرایب موردنیاز برای محاسبه بار معادل دینامیکی وارده بر بلبرینگ در بخش مربوط به هر نوع بلبرینگ آورده شده است.

بلبرینگ تحت بار متغیر

 

بلبرینگ تحت بار متغیر
در کاربردهای زیادی مقدار بار متغیر است. در این شرایط باید از فرمول برای شرایط کارکرد متغیر در محاسبات عمر استفاده کرد.
بار متوسط در محدوده کارکرد
در هر محدوده کارکرد شرایط ممکن است با شرایط طبیعی کمی متفاوت باشد. با فرض این‌که شرایط کارکرد نظیر سرعت و جهت بار تقریباً ثابت بوده و مقدار بار به‌طور پیوسته بین یک مقدار حداقل FMIN   و یک مقدار حداکثر  Fmax تغییر کند (نمودار زیر)، بار متوسط را می‌توان از معادله زیر محاسبه کرد:
 Fm=FMIN+2Fmax/3

بلبرینگ تحت بار متغیر
 


بار دورانی
اگر مطابق نمودار 14 بار وارده بر بلبرینگ از یک‌بار F1، که ازنظر مقدار و جهت ثابت می‌ماند (وزن شفت)، و یک‌بار متحرک F2  (بار ناشی از عدم بالانس اجزای متحرک) که مقدار آن ثابت است، تشکیل‌شده باشد، بار متوسط را می‌توان از رابطه زیر محاسبه نمود:
 Fm=fm(F1+F2)
مقادیر ضریب  Fm از نمودار 15 به دست می‌آید.

نمودار14نمودار 14                                                نموادر15          نمودار 15

 

بار حداقل مورد نیاز

رابطه بین عمر و بار وقتی بار بسیار سبک است نامشخص بوده و مکانیسم خرابی دیگری به‌غیراز خستگی در این شرایط تعیین‌کننده است.
به‌منظور عملکرد رضایت‌بخش، بلبرینگ‌های غلتشی باید تحت بار حداقلی باشند. به‌عنوان قانون کلی این بار حداقل باید 0.02C برای رولربلبرینگ‌ها و 0.01C برای بلبرینگ‌ها باشد. این بار حداقل وقتی اهمیت دارد که شتاب در بلبرینگ بالا بوده و سرعت در محدوده 50% یا بیشتر از سرعت حدی بلبرینگ (Limiting Speed) که در جداول آمده است، باشد (به بخش «سرعت‌ها و ارتعاشات» مراجعه کنید). اگر اعمال بار حداقل موردنیاز امکان‌پذیر نیست می‌توان از بلبرینگ‌های ضد سایش استفاده کرد.
توصیه‌های لازم برای محاسبه بار حداقل برای هر نوع بلبرینگ در بخش مربوط به آن بلبرینگ آورده شده است.

 

موضوعات مرتبط :

مهم ترین مطالب

جنس بلبرینگ

بلبرینگ ها از چه موادی ساخته میشوند؟ بلبرینگ اجزای متفاوتی دارد، اجزای غلتنده یا همان ساچمه ها ،شبکه نگهدارنده ساچمه های بلبرینگ که در اینجا قفسه بلبرینگ نام دارد در برسی و شناخت انواع رایج بلبرینگ باید به متریال تشکیل دهنده این اجزا دقت کرد. همچنین رینگ خارجی و داخلی بلبرینگ که در برگیرنده این اجزاست خود از مواد و الیاژ های مختلفی ساخته میشود.

تاریخ انتشار : 1399/01/05

تلرانس بلبرینگ

این مقاله اطلاعاتی کلی در مورد بلبرینگ را به زبان ساده برای شما بازگو می‌کند اطلاعاتی از قبیل لقی و تلورانس بلبرینگ‌ها جنس بلبرینگ‌ها و قفسه‌های نگهدارندِ ساچمه‌ها ، همچنین توضیح کاملی در خصوص شماره‌هایی که بر روی بلبرینگ وجود دارد به شما ارائه می‌دهد

تاریخ انتشار : 1398/12/21

بلبرینگ دور بالا بیشترین سرعت چرخش در بلبرینگ

بلبرینگ ها دارای یک سرعت کارکرد حدی میباشند.سرعت حدی به وسیله معیارهایی نظیر پایداری ساختاری (Form Stability)، مقاومت قفسه، روانکاری قفسه و سطوح راهنما، نیروهای گریز از مرکز و ژیراتوری (Gyratory) وارده بر اجزای غلتنده، دقت و دیگر عوامل محدود کننده سرعت مانند آب‌بندها و روانکاری آب‌بندهای بلبرینگ، تعیین می‌شود.

تاریخ انتشار : 1398/12/14