Tuổi thọ của vòng bi sử dụng mỡ bôi trơn

Đối với vòng bi chất lượng cao hiện đại, tuổi thọ định mức cơ bản được tính toán có thể khác đáng kể so với tuổi thọ thực tế trong một ứng dụng nhất định. Tuổi thọ trong một ứng dụng cụ thể không chỉ phụ thuộc vào tải trọng và kích thước vòng bi mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố ảnh hưởng khác nhau bao gồm bôi trơn, mức độ nhiễm bẩn, lắp đặt đúng cách và các điều kiện môi trường khác.

ISO 281 sử dụng hệ số tuổi thọ đã sửa đổi để bổ sung cho tuổi thọ định mức cơ bản. Hệ số sửa đổi tuổi thọ a _SKF áp dụng cùng khái niệm về giới hạn tải trọng mỏi P _u ( Giới hạn tải trọng mỏi, P _u ) như được sử dụng trong ISO 281. Các giá trị của P _u được liệt kê trong các bảng dữ liệu. Cũng giống như trong ISO 281, để phản ánh ba điều kiện vận hành quan trọng, hệ số sửa đổi tuổi thọ a _SKF sẽ xem xét các điều kiện bôi trơn ( Điều kiện bôi trơn – tỷ lệ độ nhớt, κ ), mức tải liên quan đến giới hạn tải trọng mỏi của ổ trục và hệ số η _c cho mức độ nhiễm bẩn ( Hệ số nhiễm bẩn, η _c ) bằng cách sử dụng

Bạn có thể sử dụng  chức năng chọn sản phẩm SKF  để ​​thực hiện phép tính này.

Nếu tốc độ không đổi, tuổi thọ có thể được thể hiện bằng giờ hoạt động, sử dụng

Ở đâu

¹⁾  Hệ số n biểu thị xác suất hỏng hóc, là sự khác biệt giữa độ tin cậy cần thiết và 100%.

Để có độ tin cậy 90%:

L _nm  = Tuổi thọ định mức của SKF (ở 100 – n ¹⁾ % độ tin cậy) [triệu vòng quay]

Trở thành:

L _10m  = Tuổi thọ định mức của SKF [triệu vòng quay]

Vì hệ số điều chỉnh tuổi thọ a ₁ liên quan đến độ mỏi, nên nó ít liên quan hơn đối với các mức tải, P, dưới giới hạn tải mỏi P _u . Việc định cỡ với các hệ số điều chỉnh tuổi thọ phản ánh độ tin cậy rất cao (chẳng hạn như 99%) sẽ tạo ra các ổ trục lớn cho các tải nhất định. Trong những trường hợp này, tải trọng ổ trục phải được kiểm tra theo yêu cầu tải trọng tối thiểu cho ổ trục. Tính toán tải trọng tối thiểu được mô tả trong Tải trọng tối thiểu bắt buộc .

Hình dưới cung cấp các hệ số chuyển đổi thường dùng cho tuổi thọ ổ trục theo đơn vị khác ngoài triệu vòng quay.

Mô hình Tuổi thọ Vòng bi Tổng quát SKF (GBLM) cho phép dự đoán tuổi thọ định mức của vòng bi đối với vòng bi và các điều kiện vận hành, những điều này không được đề cập trong các mô hình tuổi thọ vòng bi khác. SKF GBLM tách biệt các chế độ hỏng bề mặt và dưới bề mặt ( hình dưới ). Mô hình đánh giá độ mỏi bề mặt bằng các mô hình tribology tiên tiến và độ mỏi dưới bề mặt bằng mô hình tiếp xúc lăn Hertzian cổ điển. Nó bao gồm các tác động của bôi trơn, nhiễm bẩn và các đặc tính bề mặt rãnh, ảnh hưởng đến sự phân bố ứng suất trong vùng tiếp xúc lăn.

Biểu diễn toán học chung được sử dụng để tính tuổi thọ định mức là:

Ở đâu

¹⁾  Hệ số n biểu thị xác suất hỏng hóc, là sự khác biệt giữa độ tin cậy cần thiết và 100%.

Tính toán tuổi thọ vòng bi với các điều kiện hoạt động thay đổi

Trong một số ứng dụng – ví dụ, hộp số công nghiệp, hộp số xe cộ hoặc cối xay gió – các điều kiện vận hành, chẳng hạn như độ lớn và hướng của tải, tốc độ, nhiệt độ và điều kiện bôi trơn, liên tục thay đổi. Trong các loại ứng dụng này, không thể tính toán tuổi thọ ổ trục mà không giảm phổ tải hoặc chu kỳ nhiệm vụ của ứng dụng xuống một số lượng giới hạn các trường hợp tải đơn giản hóa.

Đối với tải thay đổi liên tục, mỗi mức tải khác nhau có thể được tích lũy và phổ tải giảm xuống thành biểu đồ histogram vẽ các khối tải không đổi. Mỗi khối phải đặc trưng cho một tỷ lệ phần trăm hoặc phân số thời gian nhất định trong quá trình vận hành. Tải nặng và tải bình thường tiêu thụ tuổi thọ ổ trục nhanh hơn tải nhẹ. Do đó, điều quan trọng là phải có tải đỉnh được thể hiện tốt trong biểu đồ tải, ngay cả khi sự xuất hiện của những tải này tương đối hiếm và kéo dài tương đối ngắn.

Trong mỗi khoảng thời gian làm việc, tải trọng ổ trục và các điều kiện vận hành có thể được tính trung bình thành một giá trị hằng số đại diện. Số giờ hoạt động hoặc số vòng quay dự kiến ​​từ mỗi khoảng thời gian làm việc, cho thấy tỷ lệ tuổi thọ cần thiết theo điều kiện tải cụ thể đó, cũng nên được đưa vào. Do đó, nếu N ₁ bằng số vòng quay cần thiết theo điều kiện tải P ₁ và N là số vòng quay dự kiến ​​để hoàn thành tất cả các chu kỳ tải thay đổi, thì tỷ lệ chu kỳ U ₁  = N ₁ /N được sử dụng theo điều kiện tải P ₁ , có tuổi thọ tính toán là L _10m1 . Trong điều kiện vận hành thay đổi, tuổi thọ ổ trục có thể được đánh giá bằng cách sử dụng

Ở đâu

L10m	Tuổi thọ định mức của SKF (ở mức độ tin cậy 90%) [triệu vòng quay]
L 10m1 , L10m2 , …	Tuổi thọ định mức SKF (ở độ tin cậy 90%) trong điều kiện không đổi 1, 2, … [triệu vòng quay]
U1 , U2 , …	Phân số vòng đời trong các điều kiện 1, 2, … U 1  + U 2  + … U n  = 1

Việc sử dụng phương pháp tính toán này rất phù hợp với các điều kiện ứng dụng có mức tải khác nhau và tốc độ khác nhau với các phân số thời gian đã biết.