Galas kotak gear yang gagal selepas sembilan bulan jarang berlaku akibat aritmetik yang buruk. Pengiraan hayat galas adalah formula pendek, tetapi bilangan yang dihasilkan bergantung pada input yang datang daripada mesin dan bukannya daripada katalog: beban dinamik yang setara, kelajuan operasi sebenar, filem pelinciran dan tahap pencemaran.
Jawapannya, dinyatakan di hadapan, ialah hayat penarafan asas mengikuti L10 = (C / P)^p, di mana C ialah penarafan beban dinamik, P ialah beban dinamik yang setara, dan p ialah 3 untuk galas bebola dan 10/3 untuk galas roller. Oleh kerana nisbah beban dinaikkan kepada kuasa, hasilnya jauh lebih sensitif kepada P daripada apa-apa lagi dalam persamaan. Mengalihkan nisbah beban daripada 0.10 kepada 0.12 mengeluarkan kira-kira 42 peratus daripada hayat yang dikira, dan tiada gris premium akan mengembalikannya.
Perkara berikut merangkumi formula itu sendiri, faktor pelarasan yang menjadikan L10 teoritikal kepada nombor yang anda boleh rancang penyelenggaraan sekitar, empat perbandingan visual beban, keadaan dan jenis galas, dan senarai semak pendek untuk dijalankan sebelum anda komited pada selang perkhidmatan.
Formula Asas dan Contoh yang Berfungsi
Hayat penarafan asas L10 ialah hayat yang 90 peratus daripada kumpulan galas yang sama mencapai atau melebihi sebelum tanda pertama keletihan material. Ia biasanya dinyatakan dalam berjuta-juta revolusi, yang bertukar kepada jam setelah kelajuan diketahui.
L10 = (C / P)^p, dalam berjuta-juta revolusi. L10h = (1,000,000 / (60 n)) didarab dengan (C / P)^p, dalam waktu operasi, dengan n ialah kelajuan dalam pusingan seminit.
Ambil galas bebola dalam alur kecil dengan kapasiti dinamik C 14 kN, beban setara P 1.4 kN dan kelajuan aci 1,500 rpm. Nisbah beban ialah 0.10, jadi L10 bersamaan dengan 1,000 juta pusingan dan L10j bersamaan dengan kira-kira 11,111 jam, iaitu kira-kira lima belas bulan berjalan berterusan. Naikkan beban sebenar kepada 1.68 kN dan nisbahnya menjadi 0.12, jadi galas yang sama memberikan kira-kira 6,400 jam. Tiada lagi yang berubah.
Formula ini menganggap filem pelinciran yang dibangunkan sepenuhnya, pemasangan yang betul, tiada salah jajaran dan tiada haus akibat pencemaran atau arus sesat. Setiap andaian tersebut perlu disemak secara berasingan, kerana hayat penarafan asas menganggapnya sebagai keadaan yang ideal.
Mengapa Nisbah Beban Menguasai Keputusan
Hayat adalah berkadar dengan nisbah beban yang dinaikkan kepada kuasa p, jadi perubahan dalam beban dikuatkan dalam hasilnya. Menggandakan beban mengurangkan hayat galas bola kepada satu perlapan daripada nilainya, dan penggandaan yang sama memotong galas roller kepada kira-kira satu persepuluh. Bentuk perhubungan itu lebih mudah dibaca daripada carta daripada daripada jadual nombor.
Hayat penarafan asas terhadap nisbah beban
Lengkung menunjukkan hayat penarafan asas dalam jam pada 1,500 rpm, diplot terhadap nisbah beban dari 0.05 hingga 0.30. Paksi menegak adalah logaritma, jadi setiap garis grid mewakili perubahan sepuluh kali ganda dan bukannya langkah tetap. Menurunkan nisbah beban daripada 0.05 kepada 0.10 dengan kos sendiri faktor lapan dalam kehidupan, daripada 88,889 jam kepada 11,111 jam. Antara 0.20 dan 0.30 lengkung kelihatan lebih rata pada skala ini, namun nilainya masih jatuh daripada 1,389 jam kepada 411 jam. Perkara praktikalnya ialah beberapa peratus pertama beban tambahan kos jauh lebih lama daripada beberapa peratus terakhir, itulah sebabnya pengukuran beban patut diberi perhatian lebih daripada aritmetik.
Beban Dinamik Setara: Di mana Kebanyakan Pengiraan Tersilap
P bukanlah beban jejarian yang anda baca daripada lukisan melainkan galas itu membawa beban jejarian tulen dengan gelang dalam berputar. Apabila daya jejari dan paksi bertindak bersama-sama, P = X kali Fr ditambah Y kali Fa, dan faktor X dan Y datang daripada helaian data galas.
Untuk galas bebola alur dalam, nisbah beban paksi kepada jejarian terhadap nilai e, biasanya antara 0.22 dan 0.44, menentukan sama ada jangka paksi dimasukkan sama sekali. Galas sentuhan sudut menggunakan nilai Y dalam julat 1.0 hingga 2.2. Oleh itu, daya paksi sederhana daripada gear heliks, pam menegak atau gandingan tidak sejajar boleh menambah 30 hingga 60 peratus kepada beban berkesan, dan eksponen padu mengubahnya menjadi hayat yang lebih pendek.
Daya yang tidak pernah muncul pada lukisan reka letak adalah sama pentingnya: tarikan tali pinggang, jisim tidak seimbang, ketegangan rantai dan beban tambahan yang dihasilkan oleh kesesuaian gangguan yang menggunakan kelegaan dalaman. Perbualan singkat dengan pereka mekanikal adalah lebih murah daripada pengiraan yang gagal.
Di mana beban gabungan tidak dapat dielakkan dan ruang sempit, reka bentuk sesentuh sudut dua baris membawa daya jejarian dan paksi dalam satu unit, yang memudahkan kedua-dua susunan galas dan bekas beban yang anda perlu huraikan dalam pengiraan.
Kelegaan, Pramuat dan Suhu Tukar Beban yang Anda Anggap
Galas pramuat memasuki perkhidmatan dengan beban paksi malar yang telah digunakan, dan dalam kedudukan beban ringan yang pramuat boleh menjadi komponen tunggal terbesar P. Pramuat menimbulkan kekakuan dan merendahkan hingar, tetapi ia perlu dipilih terhadap sasaran hayat, jadi ia membantu untuk memahami bagaimana pramuat dan kelegaan mengubah beban pengendalian sebelum sesuatu nilai ditetapkan.
Suhu berfungsi dari arah lain. Aci yang berjalan 40 darjah lebih panas daripada perumahnya tumbuh secara relatif kepada perumah, dan jika kelegaan dalaman kecil, galas itu akan tersepit secara paksi. Mekanisme yang sama muncul dalam aplikasi motor biasa, di mana kenaikan suhu cukup untuk menggunakan kelegaan dan mengalihkan sudut sentuhan, seperti yang diterangkan dalam nota ini pada pengembangan haba galas bebola alur dalam .
Kedua-dua kesan menolak beban sebenar melebihi nilai yang digunakan di atas kertas, jadi anggap pengiraan sebagai semakan pada keputusan reka bentuk dan bukannya pengganti untuk satu.
Hayat Penilaian Dilaraskan: Kebolehpercayaan, Pelinciran dan Bahan
Beberapa aplikasi boleh menerima kebarangkalian kegagalan 10 peratus. Hayat penarafan yang diubah suai mendarabkan nilai asas dengan faktor pelarasan: Lnm = a1 didarab dengan aISO didarab dengan L10. Faktor kebolehpercayaan a1 jatuh dengan mendadak apabila sasaran meningkat.
Faktor kebolehpercayaan digunakan pada hayat asas 8,000 jam pada 1,500 rpm
Kebolehpercayaan yang diperlukan
Kebarangkalian kegagalan
a1 faktor
Hasil L10j
90 peratus
10 peratus
1.00
8,000 jam
95 peratus
5 peratus
0.64
5,120 jam
96 peratus
4 peratus
0.55
4,400 jam
97 peratus
3 peratus
0.47
3,760 h
98 peratus
2 peratus
0.37
2,960 h
99 peratus
1 peratus
0.25
2,000 jam
Faktor keadaan operasi aISO menghasilkan penyebaran yang paling luas. Dalam mesin dengan minyak bersih dan filem pelincir tebal faktor boleh melebihi 1.5, manakala filem sempadan dengan kemasukan air boleh menolaknya di bawah 0.3. Bar di bawah menunjukkan maksud hamparan itu dalam beberapa jam untuk galas dengan hayat asas bersih 8,000 jam.
Dilaraskan hayat di bawah keadaan operasi yang berbeza
Galas tertutup, minyak bersih, filem penuh
13,600 h
Kebersihan industri biasa
8,000 jam
Pencemaran sedikit atau kemasukan air
4,400 jam
Pencemaran berat, filem sempadan
2,000 jam
Pelinciran kelaparan, filem nipis
1,200 jam
Kesemua lima bar bermula daripada hayat asas 8,000 jam yang sama dan menggunakan faktor keadaan operasi yang berbeza. Galas tertutup yang berjalan dalam minyak bersih mencapai 13,600 jam, manakala galas yang sama dalam perumahan yang sangat tercemar jatuh kepada 2,000 jam. Jurang antara bar atas dan bawah adalah lebih daripada sebelas kali hayat, dihasilkan oleh pelinciran dan pencemaran sahaja. Tiada beban telah berubah dalam perbandingan ini, dan kapasiti dinamik C adalah sama dalam setiap kes. Oleh itu, keuntungan tunggal terbesar datang daripada melindungi galas dan bukannya daripada memesan yang lebih besar.
Bola atau Penggelek: Memilih Eksponen yang Tepat
Eksponen berbeza kerana geometri sentuhan berbeza. Galas bebola menggunakan p = 3, galas roller menggunakan p = 10/3, dan eksponen pecahan itu adalah sebab utama galas roller sering menunjukkan jangka hayat yang lebih lama pada nisbah beban yang sama. Perbandingan di bawah mengekalkan sampul surat dan kelajuan yang sama supaya hanya eksponen berubah.
Galas bebola berbanding galas penggelek pada tiga nisbah beban
Carta membandingkan galas bola dan galas roller sampul surat yang serupa pada tiga nisbah beban, semuanya pada 1,500 rpm. Pada nisbah beban 0.10 galas penggelek mencapai kira-kira 23,900 jam berbanding 11,111 jam untuk galas bebola. Jurang mutlak mengecil apabila beban meningkat, tetapi galas penggelek mengekalkan kelebihan kira-kira 1.7 hingga 2.2 kali merentasi julat yang ditunjukkan. Kelebihan itu datang daripada menggunakan eksponen 10/3 dan bukannya 3 kepada nisbah beban yang sama. Galas penggelek juga membawa geseran yang lebih tinggi dan sensitiviti yang lebih besar kepada salah jajaran, jadi waktu tambahan tidak percuma.
Pelbagai Beban dan Kelajuan: Kaedah Kitaran Tugas
Kebanyakan mesin tidak berjalan pada satu beban dan satu kelajuan sepanjang hayatnya. Bahagikan kitaran kerja ke dalam keadaan, anggaran bahagian masa q setiap satu, dan gabungkannya ke dalam satu beban setara.
Pada kelajuan malar, beban setara ialah min padu: Pm bersamaan dengan punca kubus hasil tambah q didarab dengan P kubus, menggunakan eksponen 10/3 untuk galas penggelek dan bukannya 3. Apabila kelajuan juga berubah, hitung L10h untuk setiap keadaan dan kemudian gabungkan keputusan: jumlah hayat ialah timbal balik hasil tambah pecahan masa masing-masing.
Pengiraan kitaran tugas juga menunjukkan bahagian kitaran yang patut diberi perhatian. Ia adalah perkara biasa untuk 20 peratus daripada masa operasi untuk menggunakan sebahagian besar hayat yang dikira, dan keadaan itu ialah perubahan kecil dalam beban atau penjajaran membayar balik paling cepat.
Elemen penggelek sering digunakan untuk bahagian kitaran tugas yang banyak dimuatkan, kerana eksponen yang lebih tinggi memberi ganjaran kepada kapasiti beban yang lebih besar apabila keadaan puncak menguasai jumlah kerosakan.
Membandingkan Jenis Galas Sebelum Anda Mengira
Formula menyusun galas bagi jenis tertentu dengan tepat, tetapi ia tidak memberitahu anda jenis yang hendak digunakan pada mulanya. Di mana mesin memerlukan kapasiti paksi dalam kedua-dua arah di dalam sampul padat, galas sentuhan sudut baris dua adalah jawapan biasa, dan faktor paksinya menjadikan mereka berdaya saing apabila beban gabungan diterangkan dengan betul.
Enam sifat yang membentuk nombor hayat
Radar membandingkan dua susunan biasa pada enam sifat yang mempengaruhi nombor hayat yang akhirnya anda taip ke dalam pengiraan. Galas bebola alur dalam baris tunggal mendapat markah yang baik pada bunyi bising, toleransi salah jajaran dan kos, tetapi melepaskan kapasiti paksi. Galas bebola sesentuh sudut dua baris membawa lebih banyak beban jejarian dan paksi dalam sampul yang sama, dan kekukuhannya yang lebih tinggi biasanya menyokong jangka hayat yang lebih lama pada nisbah beban yang sama. Toleransi salah jajaran adalah titik lemahnya, kerana kedua-dua baris berkongsi beban dan perumahan yang condong menumpukan tekanan pada satu baris. Gunakan carta seperti ini untuk menyenarai pendekkan jenis, kemudian hitung L10 secara berasingan untuk setiap pilihan yang disenarai pendek.
Senarai Semak Pendek Sebelum Anda Menandatangani Nombor
Gunakan beban yang diukur atau dikira, dan masukkan tarikan tali pinggang, daya gear dan kesan padanan.
Ambil C daripada data pengilang untuk varian yang tepat, termasuk pengedap dan kelas pelepasan.
Sahkan bahawa kelajuan yang digunakan dalam penukaran jam adalah kelajuan operasi sebenar, bukan kelajuan papan nama.
Semak bahawa kaedah pelinciran boleh membina filem pada kelajuan dan suhu yang dijangkakan paling rendah.
Tetapkan sasaran kebolehpercayaan dan gunakan a1 sebelum membandingkan sebut harga daripada pembekal yang berbeza.
Kira semula kitaran tugas dengan keadaan paling teruk disertakan, bukan sahaja dengan yang nominal.
Failkan pengiraan dengan rekod mesin supaya pemeriksaan seterusnya boleh dibandingkan dengan ramalan.
Pengiraan hayat menanggung bukan satu latihan pemasaran; ia adalah satu cara untuk menguji andaian sebelum logam dipotong. Formula mengambil dua baris, tetapi kualiti jawapan bergantung pada beban yang anda ukur, kelajuan yang anda sahkan dan pelinciran yang sebenarnya anda boleh kekalkan.
Nombor yang sepadan dengan realiti lebih bernilai daripada nombor yang kelihatan mengagumkan pada lembaran data. Jalankan pengiraan untuk keadaan terburuk dalam kitaran tugas, bandingkan dua jenis yang disenarai pendek pada asas yang sama dan simpan hasilnya di sebelah rekod penyelenggaraan. Apabila galas seterusnya keluar dari mesin itu, anda akan tahu dalam beberapa minit sama ada pengiraan atau aplikasi itu salah.
