A Simplified Way of Estimating a Dynamic Load Rating for Thrust Roller Bearings

• Autorzy: Libera Michał

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.0844

Warianty tytułu

PL

Uproszczony sposób szacowania nośności dynamicznej łożysk wzdłużnych wałeczkowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The method of calculating the bearing capacity of rolling bearings is described in the ISO 281 standard. The calculation procedure for roller thrust bearings presented there, depending on the value of the nominal bearing angle, requires the selection of one of two formulas. Then, using the table, one reads the value of the factor depending on the geometry of the bearing components. To facilitate and speed up calculations (and perhaps also increase their accuracy), this article proposes a formula that is adapted to numerical applications, replaces linear interpolation with a proper non-linear function and allows calculations to be made for a specific value of the nominal bearing angle, but not within the range of 15°. The difference between the values calculated according to the proposed formula and the value calculated according to ISO 281 is, on average, around 3%.

PL

Sposób obliczania nośności łożysk tocznych jest opisany w normie ISO 281. Przedstawiona tam procedura obliczeniowa dla łożysk wzdłużnych wałeczkowych, w zależności od wartości nominalnego kąta działania łożyska, wymaga wyboru jednego z dwóch wzorów. Następnie trzeba, korzystając z tabeli, odczytać wartość współczynnika zależnego od geometrii części składowych łożyska. By ułatwić i przyspieszyć obliczenia (a być może także zwiększyć ich dokładność), w niniejszym artykule zaproponowano wzór, który jest przystosowany do aplikacji numerycznych, zastępuje interpolację liniową właściwą funkcją nieliniową i umożliwia wykonanie obliczeń dla konkretnej wartości nominalnego kąta działania łożyska, a nie dla zakresu o rozpiętości 15°. Różnica między wartościami obliczonymi według proponowanego wzoru a wartością obliczoną według normy ISO 281 średnio wynosi ok. 3%.

Słowa kluczowe

EN

ISO 281; rolling bearings; dynamic load rating

PL

ISO 281; łożyska toczne; nośność dynamiczna

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 1
• Strony: 49--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Libera Michał

• Poznan University of Technology, Faculty of Civil and Transport Engineering, Piotrowo 3 Street, 60-965 Poznań, Poland

Bibliografia

• 1. Hebda M., Wachal A.: Trybologia. WNT, Warszawa 1980.
• 2. Hebda M.: Procesy tarcia, smarowania i zużywania maszyn. Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji – PIB, Warszawa – Radom 2007.
• 3. Weibull W.: A statistical distribution function of wide applicability. Journal of Applied Mechanics, 1951, No 18.
• 4. Weibull W.: A statistical theory of the strength of materials. Ingeniörsvetens kapsakademiens, Handlingar Nr 151, Generalstabens Litografiska Anstalts För-lag, Stockholm 1939.
• 5. Lundberg G., Palmgren A.: Dynamic Capacity of Rolling Bearings, Acta Polytech, Mechanical Engineering Series, Vol. 1, No. 3, 7, R.S.A.E.E., Stockholm, Sweden, 1947.
• 6. Palmgren A.: Łożyska toczne. PWT, Warszawa 1951.
• 7. Lundberg G., Palmgren A.: Dynamic Capacity of Rolling Bearings. Acta Polytechnica Mechanical Engineering Series, Vol. 2, No. 4, Stockholm, Sweden, 1952.
• 8. Polski Komitet Normalizacyjny: Łożyska toczne. Nośność dynamiczna i trwałość PN-ISO 281. Wydawnictwa Normalizacyjne 1998.
• 9. International organization for Standardization, “Rolling Bearings-Dynamic Load Ratings and Rating Life”, ISO281, Geneva, 2007
• 10. International Organisation for Standardization 2010 DIN ISO 281:2010-10 – Dynamic load ratings and rating life 10.
• 11. American National Standard Institute 2015 ANSI/ABMA 9: Load Ratings and Fatigue Life for Ball Bearings.
• 12. Ioannides E., Bergling G., Gabelli A.: An Analytical Formulation for the Life of Rolling Bearings, Acta Polytechnica Scandinavica, Mechanical Engineering Series No. 137, The Finnish Academy of Technology, 1999
• 13. Harris T.A.: Rolling Bearing Analysis, 4th Edition, John Wilsey & Sons Inc., 2001.
• 14. Gupta P., Oswald F., Zaretsky E.: Comparison of Models for Ball Bearing Dynamic Capacity and Life. Tribology Transactions, 58: pp. 1039–1053, 2015.
• 15. Harris T. A., Kotzalas M. N 2007 Rolling bearing analysis 5th Edition (London: Taylor & Francis Group, CRC Press)
• 16. Libera M.: Prognozowanie trwałości łożysk tocznych. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2013.
• 17. Bhadeshia H. K.: Steels for bearings. Progress in material science, 2012, Vol. 57, pp. 268–435.
• 18. Desvaux S., Duquennoy M., Gualandri J., Ourak M.: The evaluation of surface residual stress in aeronautic bearings using the Barkhausen noise effect. NDT&E International 37, Elsevier 2004.
• 19. Morales-Espejel G. E., Lugt P. M., Van Kuilenburg J., Tripp J. H.: Effects of Surface Stresses of Pure Rolling EHL Contacts. STLE Tribology Transactions, 2003, Vol. 46, pp. 260–272.
• 20. NASA: RCM Guide Reliability-Centered Maintenance Guide. For Facilities and Collateral Equipment. National Aeronautics and Space Administration, September 2008.
• 21. Yang G.: Life cycle reliability engineering. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA, 2007.
• 22. Zaretsky E., Branzai E.: Effect of Rolling Bearing Refurbishment and Restoration on Bearing Life and Reliability. NASA Technical Memorandum 212966, 2005.
• 23. Zhang R., Mahadevan S.: Reliability-based reassessment of corrosion fatigue life. Structural Safety, 2001, Vol. 23, pp. 77–91.
• 24. Hong-Zhong H., Kang Y., Tudi H., He L., Hua-Ming Q.: Reliability estimation for momentum wheel bearings considering frictional heat.s. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability, Vol. 22, No. 1, 2020, pp. 6–14.
• 25. International organization for Standardization, Rolling bearings – Symbols for physical quantities ISO15241, Geneva 2012.
• 26. Stanisz A.: Przystępny kurs statystyki w oparciu o program STATISTICA PL na przykładach z medycyny. StatSoft Polska, Kraków 1998.
• 27. Bak M., Libera M.: Usability of stand for rolling contact fatigue life testing of roller bearings elements. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 2010, Vol. 55, pp. 6–10.
• 28. Jurecki R.: Design of a test rig for the examination of mechanical properties of rolling bearings. Management Systems in Production Engineering. 2017, No 1 (25), pp. 22–28.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).