Chi tiết cách tính toán khả năng chịu tải và tuổi thọ của vòng bi

Cùng tìm hiểu chi tiết hướng dẫn cách tính toán khả năng chịu tải và tuổi thọ của vòng bi ngay sau đây để việc ứng dụng vòng bi vừa cho hiệu suất làm việc tối ưu và đảm bảo độ bền, tuổi thọ vòng bi tối đa.

Khả năng chịu tải và tuổi thọ của vòng bi là gì?

Trước khi tìm hiểu cách tính toán khả năng chịu tải và tuổi thọ của vòng bi, các bạn cần hiểu được thế nào là khả năng chịu tải và tuổi thọ của vòng bi là gì?
 

Tải trọng của vòng bi

Khả năng chịu tải trọng của vòng bi được xác định khi tải trọng không đổi hướng và độ lớn. Thường vòng bi sẽ bị hỏng sau khi hoạt động 1 triệu vòng liên tục.

Tuổi thọ của vòng bi

Hiểu một cách đơn giản, tuổi thọ, vòng đời của vòng bi là thời gian hoạt động của vòng bi, bạc đạn từ khi lắp đặt đến khi thay thế. Nói cách khác, tuổi thọ của vòng bi xác định tổng số vòng quay hoặc tổng số giờ làm việc tại tốc độ ổn định nào đó.

Chi tiết cách tính toán khả năng chịu tải và tuổi thọ của vòng bi chuẩn nhất

Nếu nghiệm tử, nên chú ý theo dõi những dấu hiệu vòng bi bị suy giảm, không còn phù hợp để tiếp tục sử dụng

Chắc các bạn cũng biết, 90% các loại vòng bi đồng nhất làm việc trong điều kiện tương tự cho phép hoàn thiện mà không xảy ra sự cố, hư hỏng nào về vật liệu.

Tuy nhiên, độ bền, tuổi thọ của vòng bi được tính bằng giờ hoặc số vòng quay được xác định trước như là giới hạn trước thời gian vòng bi cần thay thế tự động.
 

Trường hợp tuổi thọ đã tính suy giảm khác nhau phụ thuộc vào từng chủng loại, kích thước vòng bi trong điều kiện tải trọng giống nhau. Khi đó cần phải phân tích kỹ lưỡng điều kiện tải trọng và lựa chọn loại vòng bi phù hợp với từng ứng dụng.

Ngoài ra, sự suy yếu của vòng bi được phân tán đều bằng thống kê, phát sinh khi một loại vòng bi làm việc trong cùng điều kiện. Việc sử dụng tuổi thọ trung bình không đủ tiêu chuẩn để lựa chọn vòng bi mà phải xét đến giới hạn (tính bằng giờ hoặc số vòng quay) cho phép đạt được công suất phần trăm bạc đạn làm việc.

Theo đó, cách tính toán khả năng chịu tải và tính toán tuổi thọ của vòng bi dựa theo công thức:

• L = (C/p)*P

• Lh = (C/p)*P * (106/(60*n))

• Trong đó:

• – L: tuổi thọ cơ bản (106 rev)

• – Lh: tuổi thọ cơ bản tính bằng giờ

• – C: tải trọng cơ bản (N) (Cr đối vói vòng bi hướng tâm và Ca đối với vòng bi chà)

• – P: Tải trọng vòng bi (tải trọng động tương đương) (N), Pr đối với hướng tâm và Pa đối với vòng bi chà.

• – p : 3 đối với vòng bi cầu , 10/3 đối với vòng bi trụ

• – n: Tốc độ vòng quay (rpm

Bảng tóm tắt mối liên hệ của fh là hệ số tuổi thọ của vòng bi và fn hệ số tốc độ:

Để xác định tải trọng động cơ bản, C, tải trọng vòng bi tương đương, P, và tốc độ làm việc, n, vòng quay mỗi phút.

• C = (P/fn) * (Lh/500)*(1/p)

• Thời gian làm việc của của vòng bi bánh xe hơi được xác định bằng km dùng công thức sau:

• Ls = ((Π*D)*L)/1000

• Trong đó:

• – Ls: km đi qua (106 km)

• – D: đường kính ngoài của bánh xe (m)

• – L: tuổi thọ tính bằng vòng quay

Các giá trị thừa số tuổi thọ fh, tùy theo ứng dụng của từng loại máy móc. Các bạn có thể tham khảo một số ví dụ sau:

Các bạn cần phải nghiên cứu thêm tải trọng động cơ bản trong trường hợp sử dụng vòng bi có độ rung lắc hoặc tải trọng ảnh hưởng hoặc tốc độ thấp, không có vòng quay.