ÚNOSNOSTI

Význam únosnosti

Při porovnávání ložisek různých výrobců se technici často řídí podle únosnosti, která pro ně představuje důležitý parametr výkonnosti [1]. Dynamická únosnost má tedy zásadní význam pro výpočet základní trvanlivosti ložiska. Nejsnadněji to lze vysvětlit na rovnici pro výpočet trvanlivosti.

Výpočet podle normy ISO

Podle normy ISO 281 se počítá základní trvanlivost radiálního ložiska s čárovým stykem ze vztahu:

kde
L₁₀ = základní trvanlivost (při 90% spolehlivosti)
C_r = základní dynamická radiální únosnost
P_r = dynamické ekvivalentní radiální zatížení

Podle ISO 281 se vypočítá základní dynamická radiální únosnost radiálního ložiska s čárovým stykem ze vztahu:

kde
C_r = základní dynamická radiální únosnost
b_m = součinitel únosnosti typu ložiska (pro kuželíková ložiska činí tato hodnota 1,1)
f_c = součinitel materiálu/geometrie/rozměrů
i = počet řad
L_we = efektivní délka kuželíku
= stykový úhel
Z = počet valivých těles v jedné řadě
D_we = střední průměr valivého tělesa

Význam součinitele výkonnosti fc je zřejmý: např. pro hodnotu součinitele 1,23 vychází dvojnásobná základní trvanlivost L₁₀.

Výpočet podle amerických norem

V některých případech a především na severoamerickém trhu se používá únosnost C₉₀. Tato únosnost je založena na trvanlivosti 90×10⁶ otáček:

kde
C90 = základní dynamická únosnost založená na 90×106 otáčkách
M = součinitel materiálu, který stanoví výrobce ložisek
H = součinitel, který závisí na geometrii a stanoví ho výrobce ložisek
i = počet řad
leff = efektivní styková délka
= stykový úhel
Z = počet valivých těles v jedné řadě
Dwo = střední průměr valivého tělesa

Dynamická radiální únosnost C₁ pro trvanlivost 1×10⁶ otáček:

Porovnání únosností

Z výše uvedeného je zřejmé, že únosnost C_r podle ISO nelze přímo porovnávat s únosností C₁ používanou v USA. Hodnoty C₁ jsou vypočítány z únosnosti C₉₀ a ačkoli mají podobnou základní strukturu, ve vztahu pro C_r a C₉₀ se používají jiní součinitelé a exponenty [6]. Z toho vyplývá různá váha jednotlivých parametrů geometrie.

Srovnávací testy

Různá kuželíková ložiska byla podrobena rozsáhlým srovnávacím testům. Komentář k výsledkům testů ložisek 32011 X je uveden dále.

Srovnávací testy byly provedeny pro dva případy: čisté a znečištěné provozní podmínky. V čistých podmínkách probíhají testy s novými ložisky a olejem ve stavu, v jakém byly vyrobeny a dodány. Při provádění testů ve znečištěných provozních podmínkách byly do oleje přidány kovové částice a ložiska byla nejprve zaběhnuta v tomto prostředí. Po zaběhnutí byl znečištěný olej odstraněn a ložiska byla provozována v čistém oleji až do selhání. Zkušební podmínky uvádí tabulka 1.

Obr. 1 ukazuje porovnání katalogových hodnot únosnosti SKF a dvou dalších výrobců ložisek. Referenční hodnota 100 odpovídá únosnosti ložisek SKF. Ve srovnání s únosností ložisek SKF mají ložiska jiných výrobců katalogovou únosnost relativně vyšší o 17 %, resp. 19 %.

Výsledky testů

Obr. 2 ukazuje výsledky srovnávacího testu v čistých provozních podmínkách.

Obr. 3 ukazuje výsledky srovnávacího testu ve znečištěných provozních podmínkách.

Výsledek: Přestože uváděná únosnost kuželíkových ložisek SKF je nižší, ložiska SKF dosáhla podstatně lepších výsledků než konkurenční ložiska, a to jak v čistých, tak ve znečištěných provozních podmínkách.

Test dosažitelných otáček v závislosti na teplotě

Kromě srovnávacích testů trvanlivosti byly provedeny také zkoušky dosažitelných otáček ložiska 32011 X. Před uvedením ložiska do chodu bylo ložisko zatíženo čistě axiální silou 2,3 kN. Poté ložiska byla provozována s otáčkami v rozsahu od 2000 do 9000 min^-1, přičemž otáčky se zvyšovaly v krocích po 1000 min^-1 (obr. 4).

Výsledky testů

• Ložiska SKF měla nejnižší teplotu při všech otáčkách. Rozdíly teplot se zvětšovaly při vyšších otáčkách. Při mezních otáčkách byla střední teplota ložisek SKF o 11,5 °C ­nižší než střední teplota ložisek nejbližšího konkurenčního výrobce (CC 2).
• Při otáčkách přes 4000 min^-1 byla u konkurenčních ložisek zaznamenána postupně vyšší střední teplota než u ložisek SKF.

KUŽELÍKOVÁ LOŽISKA SKF, NOVÁ SLOUČENÁ NABÍDKA A SKF EXPLORER

Na trh byla uvedena nová sloučená nabídka katalogových ložisek, která lépe představuje skutečnou výkonnost kuželíkových ložisek SKF.

Hlavní přednosti:

• široká nabídka ložisek SKF Explorer (obr. 5); všechna malá a téměř všechna středně velká ložiska jsou vyráběná ve třídě SKF Explorer; tato nabídka se průběžně rozšiřuje
• velkorozměrová katalogová ložiska jsou prozatím nadále vyráběna v základním provedení SKF.
• katalogová nabídka ložisek palcových rozměrů se průběžně rozšiřuje
• nabídka ložisek, která jsou určena především pro průmysl, a výrobky přizpůsobené požadavkům zákazníka (jako např. CL7C) zůstávají ve výrobním programu, avšak nejsou součástí standardní katalogové nabídky.