Simplified Method for Estimating a Dynamic Load Rating for Rolling Bearings

• Autorzy: Libera Michał

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.8429

Warianty tytułu

PL

Uproszczony sposób szacowania nośności dynamicznej łożysk tocznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The method for calculating the dynamic load ratings of rolling bearings is described in the ISO 281 standard. The calculation procedure presented there requires reading appropriate values from many tables, depending on the geometry of the bearing components. This approach makes numerical calculations and quick estimation of the dynamic load ratings for various bearing design variants difficult. Moreover, the tables are discrete (they provide selected values, e.g. for nominal bearing contact angles every 15°), and intermediate values, in accordance with the commentary included in the ISO 281 standard, should be calculated using linear interpolation. However, in reality, the parameters given in the tables are not linearly dependent on each other, which makes this interpolation inaccurate. In the context of the mentioned imperfections of the ISO 281 standard, the aim of the work is to simplify the calculation procedure, adapt it to numerical applications, and replace linear interpolation with an appropriate non-linear function. The difference between the values calculated according to the proposed formula and the value calculated according to the ISO 281 standard is on average less than 0.5%.

PL

Sposób obliczania nośności łożysk tocznych jest opisany w normie ISO 281. Przedstawiona tam procedura obliczeniowa wymaga odczytywania z wielu tabel odpowiednich wartości, zależnych od geometrii części składowych łożyska. Taki sposób postępowania utrudnia obliczenia numeryczne i szybkie oszacowanie nośności dla różnych wariantów konstrukcji łożyska. Ponadto tabele mają charakter dyskretny (podają wybrane wartości np. dla nominalnych kątów działania łożyska co 15°), a wartości pośrednie, zgodnie z komentarzem zawartym w normie ISO 281, należy obliczyć, stosując interpolację liniową. Jednak w rzeczywistości podane w tabelach parametry nie są od siebie uzależnione w sposób liniowy, co czyni tę interpolację niedokładną. W kontekście wymienionych niedoskonałości normy ISO 281, celem pracy jest: uproszczenie procedury obliczeniowej, przystosowanie jej do aplikacji numerycznych oraz zastąpienie interpolacji liniowej właściwą funkcją nieliniową. Różnica między wartościami obliczonymi według proponowanego wzoru, a wartością obliczoną według normy ISO 281 średnio wynosi niespełna 0,5%.

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: 2024
• Tom: nr 2
• Strony: 65--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Libera Michał

• Poznan University of Technology, Institute of Construction Machinery and Motor Vehicles, Piotrowo 3 Street, 60-965 Poznań, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-2698-9227

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. Libera, M.: A Simplified Way of Estimating a Dynamic Load Rating for Thrust Roller Bearings. Tribologia, 1/2020, pp. 49–55.
• 18. Stanisz, A.: Przystępny kurs statystyki w oparciu o program STATISTICA PL na przykładach z medycyny. StatSoft Polska, Kraków 1998.
• 19. 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 POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).