ベアリングの評価

Jul 01, 2023

Markus Raabe は方位の計算方法を研究しています。

転動体ベアリングはトランスミッション内の重要なコンポーネントです。 通常、幾何学的制限、荷重方向の要件、定格寿命に基づいて選択されます。

定格寿命は主にカタログの等価荷重と動定格荷重を使用してISO 281に基づいて計算されます。 修正寿命評価では、潤滑や清浄度などの追加の影響要因を考慮することができます。 寿命定格により最大荷重が制限されます。 最小荷重に関しては、滑りが摩耗や汚れを引き起こす可能性があるため、ベアリングのカタログでは動的または静定格荷重の 1 ～ 2% の範囲に制限が設けられています。 ISO 281に基づいた等価荷重を使用し、ミスアライメント、モーメント荷重、ベアリングクリアランスは考慮されていません。

ベアリングの定格寿命を計算するためのより詳細なアプローチは、ISO/TS 16281 によって提供されています。これはベアリング内の荷重分布に基づいているため、手動で評価することはできません。 荷重分散を考慮することで、位置ずれ、ベアリングのクリアランス、フィッティングなどの追加の影響を考慮することができます。 このアプローチを拡張すると、ハウジングの変形を考慮できるようになり、ベアリング内の荷重分散にも影響します。

準静的平衡に基づく負荷分散を使用して、さらなる評価を行うことができます。 玉軸受の場合、高アキシアル荷重における切頭のリスクは、接触楕円の延長と肩の高さを比較することで評価できます。 スピン対ロール比とボールの円周方向の前進は、高速ボール ベアリングの評価に使用される運動学的特性です。 高速用途の場合、滑りを防ぐためには最小限の接触応力が十分である必要があります。 寿命の評価に加えて、最大接触応力を評価することもでき、一部の業界ではこれが好まれます。 ベアリングの荷重分布を計算すると、たわみやローターのダイナミクスの計算に使用できるベアリング剛性マトリックスも提供されます。 接触角のあるベアリングの場合、剛性マトリクスの軸方向、半径方向のたわみと傾斜角の間に結合が存在します。

ISO/TS 16281 に準拠した軸受の荷重分布とその結果としての基準定格寿命の計算には、通常は軸の計算と組み合わせて、ミスアライメントを把握できるようにするいくつかのプログラムが利用可能です。

さらにいくつかの損傷モードについては、準静的平衡の代わりに多体アプローチを使用した過渡計算が必要です。 通常、転動体と軌道輪または保持器の間の局所的な相互作用を考慮したこのような評価を行うのは軸受メーカーのみです。

ベアリングの寿命計算に関する現在の基準には、まだいくつかの欠点があります。 図1。 は、一定の純アキシアル荷重下で接触角が変化するアンギュラコンタクトベアリングの定格寿命の例を示しています。 接触角が約 40°の場合、ISO/TS 16281 に基づく基準定格寿命は、ISO 281 に基づく定格寿命のほぼ 2 倍になります。接触角が 45°を超える場合、軸受はスラスト軸受とみなされ、基準定格寿命は次のようになります。 ISO/TS 16281 は係数 2.6 に削減されます。 スラスト軸受についてシャフトのたわみによる追加のミスアライメントを考慮すると、ISO/TS 16281 に基づく参考定格寿命は ISO 281 に基づく定格寿命よりも小さくなります。

マルクス・ラーベ氏は、マネージング・ディレクターです。メシス