Mogan Gh.L, Butilă E.V., Buzdugan I.D. Proiectarea reductoarelor cilindrice. Universitatea Transilvania din Brașov

Subcap.14.2 Verificarea rulmenţilor radial-axiali cu bile sau cu role conice montaţi pe arborele de intrare

1. SCHEMA DE ÎNCĂRCARE

Schema de încărcare a rulmenţilor radial-axiali cu bile

2. DATE DE INTRARE

Forţele exterioare

- radiale: F_rA, F_rB (se obțin în urma calculului arborelui de intrare, v. Ex.13.1 sau Ex.13.2)     

- axiale: F_a1 (v. Ex.7); această forţă în funcţie de sensul de rotaţie poate avea semnul + (de la stânga la dreapta) sau - (de la dreapta la stânga) şi deci, în funcţie de acestea, se impune calculul pentru două cazuri (forţa axială încarcă pe rând arborele în ambele sensuri).

Tipul rulmentului şi sarcina (capacitatea) dinamică de bază

Rulment radial-axial cu bile sau cu role conice cu sarcina dinamică de bază C, din catalogul pentru rulmenţi (v. Anexa.4.3.1.2 sau Anexa.4.3.1.3.

Factorii de influenţă

Valorile factorilor de influenţă e, X şi Y sunt specifice rulmentului radial-axial cu bile sau cu role (Anexa.4.3.1.2 sau Anexa.4.3.1.3); se vor considera două perechi ale valorilor factorilor X şi Y.

Turaţia arborelui

Rulmenţii se rotesc cu turaţia arborelui de intrare, n = n₁ (v. Ex.2.2).

Durata de funcţionare,

Durata de funcţionare a rulmenţilor este egală cu cea impusă RCil, L_{h imp} = 8000 ore (v. Ex.1.2.2)

3. SARCINA DINAMICĂ ECHIVALENTĂ ŞI RULMENTUL CEL MAI ÎNCĂRCAT (Calc.0)

Forţele axiale interioare

- din rulmentul lagărului , = 0,5 ;

- din rulmentul lagărului , = 0,5 .

Determinarea încărcărilor axiale ale rulmenţilor

Forţa axială totală de încărcare a arborelui,

F_at = ± F_a1 + - (cazul 1: F_a1 cu semnul + de la stânga la dreapta; cazul 2: F_a1 cu semnul - F_a1 de la dreapta la stânga.

Forţele axiale exterioare de încărcare a rulmenţilor

În funcţie de valoarea forţei axiale totale F_at sunt posibile 3 situaţii:

a. F_at > 0, indică că această forţă are acelaşi sens cu şi rulmentul din lagărul este încărcat axial exterior cu forţa, F_aB = + F_a1 + ; rulmentul din lagărul nu este încărcat axial exterior, F_aA = 0.

b. F_at < 0, indică că această forţă are sens opus cu şi rulmentul din lagărul este încărcat axial exterior cu forţa F_aA = - F_a1 + ; rulmentul din lagărul nu este încărcat axial exterior, F_aB = 0.

c. F_at = 0, indică că rulmenţii din lagărele şi nu sunt încărcaţi axial (caz foarte rar) şi F_aA = F_aB = 0.

Pentru fiecare rulment se va determina sarcina dinamică echivalentă,

P = X F_r + Y F_a,

unde, valorile factorilor de influenţă e, X şi Y sunt specifice rulmentului radial-axial cu bile (role conice) pentru cele două posibilităţi : ≤ e şi > e (v. subcap. 2).

Obs. Valoarea maximă a sarcinii dinamice echivalente indică rulmentul cel mai încărcat.

4. VERIFICAREA RULMENTULUI CEL MAI ÎNCĂRCAT (Calc.0)

Determinara durabilităţii

L = [milioane de rotaţii],

unde, exponentul durabilităţii p = 3 (pentru rulmenţi cu bile) sau 10/3 (pentru rulmenţi cu role).

Determinara duratei de funcţionare

L_h = [ore].

Verificarea duratei de funcţionare

Situaţii posibile:

a.   L_h <  L_{h imp},  rulmentul nu rezistă fără să se deterioreze în numărul de ore impus şi se impune realegerea altui rulment de acelaşi tip (radial-axial cu bile sau cu role conice, Anexa.4.3.1.2 sau Anexa.4.3.1.3), de preferat cu acelaşi diametru interior (d), dar cu seria de dimensiuni mai mare care are sarcina dinamică de bază mai mare.

b.   L_{h imp} <  L_h < ≈1,5L_{h imp},  rulmentul este corespunzător.

c.   L_h > ≈1,5 L_{h imp}, rulmentul este supradimensionat (componentele active ale RCil se deteriorează cu mult înaintea rulmentului) şi se poate realege un alt rulment de acelaşi tip (radial-axial cu bile sau cu role conice, Anexa.4.3.1.2 sau Anexa.4.3.1.3), de preferat cu acelaşi diametru interior (d), dar cu seria de dimensiuni mai mică care are sarcina dinamică de bază mai mică.

Obs. În cazul realegerii rulmentului se impune:

-    reverificarea acestuia pornind cu calculul sarcinii dinamice echivalente urmat de determinarea durabilităţii şi verificarea duratei de funcţionare.

-     modificarea modelelor 3D (CATIA) ale rulmentului, arborelui şi carcaselor ţinând cont de noile dimensiuni ale acestuia