IMGb95

6.6. TRWAŁOŚĆ EKSPLOATACYJNA ŁOŻYSK TOCZNYCH 4-T7

Na rysunku 6.5.4 zilustrowano istotę wyznaczania średniego obciążenia i średniej prędkości obrotowej cyklu roboczego węzła łożyskowego przykładowej maszyny.

6.6. Trwałość eksploatacyjna łożysk tocznych

Na podstawie licznych obserwacji zebranych w procesie użytkowania różnych maszyn można stwierdzić, iż obliczona wg zależności (6.5.10) trwałość nominalna Lio łożysk tocznych (z ryzykiem r = 10%) różni się od ich trwałości eksploatacyjnej, a dla wielu przypadków ekstremalnych wymuszeń roboczych i negatywnego wpływu otoczenia jest znacząco niższa.

Informacje te stały się przedmiotem szerokich badań prowadzonych przez koncerny producentów łożysk oraz ośrodki naukowe. W ich wyniku powstała zmodyfikowana metoda wyznaczenia trwałości, określonej pojęciem trwałości efektywnej albo eksploatacyjnej, oznaczonej symbolem L_m lub L_r. Metoda ta ujęta w międzynarodowej normie ISO 281 bazuje na formule postaci

(6.6.1)

gdzie: a, - współczynnik niezawodności (inaczej prawdopodobieństwa oczekiwanej trwałości łożyska), a₂ - współczynnik materiału elementów nośnych łożyska (dla stali z wytopu konwencjonalnego aj =1,0, a dla stali z wytopu próżniowego a₂ > 1,0), aj - współczynnik warunków użytkowania, a zwłaszcza jakości smarowania łożyska.

Zależność (6.6.1) jest zapisywana w prostszej postaci

(<m ⁼ «i«2j/.io    :    (6.6.2)

gdzie ajj - iloczyn współczynników a₂ i aj, tzn. a= a₂aj.

Jak wynika z zależności (6.6.1), modyfikacja prawa trwałości nominalnej łożyska Pałmgrena-Minera, wyrażonego zależnością (6.5.10), polega na wprowadzeniu współczynników uwzględniających często konieczne do przyjęcia, zmniejszone względem nominalnego, ryzyko przedwczesnej utraty trwałości (inaczej podniesienie wymagania co do niezawodności węzła łożyskowego).

Wykorzystując statystyczny rozkład uszkodzeń pittingowych dużej populacji łożysk, ustalono zależność współczynnika niezawodności ai od zakładanego prawdopodobieństwa zachowania trwałości p (inaczej ujmując, przyjęcie akceptowalnego ryzyka r przedwczesnej utraty trwałości). Zależność tę w układzie podwójnie logarytmicznym przedstawiono na rys. 6.6.1, a wymagane wartości a i = /(p) w tabl. 6.6.1.