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#White Papers
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Come calcolare la vita dei cuscinetti a rulli incrociati (con vari tipi di carico)
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Un cuscinetto a rulli incrociati è un tipo di cuscinetto rotante che utilizza rulli cilindrici disposti a croce, con ogni rullo orientato ad un angolo di 90 gradi rispetto a quello adiacente
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Questa disposizione permette ai cuscinetti a rulli incrociati di sopportare carichi radiali, assiali e di momento, quindi possono spesso sostituire le disposizioni a doppio cuscinetto, per applicazioni con spazio di installazione limitato. E poiché i rulli formano un contatto lineare con le piste di rotolamento, i design a rulli incrociati presentano una rigidità molto elevata e una deflessione minima sotto carico. Queste caratteristiche rendono i cuscinetti a rulli incrociati ideali per i componenti di movimento rotante come gli attuatori rotanti e le scanalature a sfera rotanti.
Calcolo della durata dei cuscinetti a rulli incrociati
La durata prevista per un cuscinetto a rulli incrociati è calcolata tramite l'equazione di durata standard per i cuscinetti che utilizzano rulli come elementi portanti:
Vedere l'equazione qui https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Radial-Bearing-Life-Equation.jpg
L = vita del cuscinetto (giri)
C = coefficiente di carico dinamico di base (N)
P = carico applicato (N)
Si noti che l'esponente nell'equazione della vita del cuscinetto è "10/3" piuttosto che il tipico "3" Questo perché i cuscinetti a rulli incrociati usano rulli piuttosto che sfere per portare il carico.
Come tenere conto dei carichi assiali, di momento o combinati
Il coefficiente di carico dinamico di base per un cuscinetto a rulli incrociati è per i carichi applicati in direzione radiale.
Quando un cuscinetto a rulli incrociati è soggetto a carichi assiali e/o di momento, il carico radiale equivalente deve essere calcolato in base alla combinazione dei carichi radiali, assiali e di momento applicati.
Vedere l'equazione qui https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Equivalent-Radial-Load-Equation-300x59.jpg
Pr = carico radiale equivalente dinamico (N)
X = coefficiente di carico radiale
Fr = carico radiale applicato (N)
M = carico del momento applicato (Nm)
Dp = diametro del cerchio del passo dei rulli (m)
Y = coefficiente di carico assiale
Fa = carico assiale applicato (N)
Coefficienti di carico radiale e assiale
I coefficienti di carico radiale e assiale (X e Y, rispettivamente) sono comunemente usati per i cuscinetti rotanti per tenere conto di come i carichi sono distribuiti all'interno del cuscinetto. I loro valori cambiano in base al rapporto dei carichi assiali e radiali.
Nel caso dei cuscinetti a rulli incrociati, la soglia per il rapporto di carico assiale-radiale è 1,5, a quel punto il carico assiale comincia a influenzare il modo in cui i rulli si muovono all'interno delle piste, e quindi, come il carico è distribuito su ogni rullo.
Per un rapporto di carico assiale-radiale uguale o inferiore a 1,5, il coefficiente di carico radiale è superiore al coefficiente di carico assiale (1,0 contro 0,45), il che significa che il carico radiale gioca un ruolo più significativo nella fatica dei cuscinetti.
Se https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Load-Factor-Equation-1.jpg
Allora X = 1,0
Y = 0.45
Tuttavia, se il rapporto di carico assiale-radiale supera 1,5, i carichi radiali e assiali sono moltiplicati per lo stesso coefficiente di carico (0,67), il che significa che giocano un ruolo uguale nel causare la fatica dei cuscinetti.
Se https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Load-Factor-Equation-2.jpg
Allora X = 0,67
Y = 0.67
Vita basata sul carico radiale equivalente
Ora il carico radiale equivalente può essere usato per determinare la vita del cuscinetto a rulli incrociati
https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Life-Equation.jpg
Fattori per alte temperature, carichi d'urto e vibrazioni, e movimento oscillatorio
La maggior parte dei produttori raccomanda anche di incorporare dei fattori per regolare le applicazioni ad alta temperatura (tipicamente quelle sopra gli 80° C) e per le applicazioni con carichi d'urto moderati o severi.
Vedere l'equazione qui https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Life-Equation-with-Factors.jpg
ft = fattore di temperatura (1,0 a 80° C e diminuisce con l'aumentare della temperatura)
fw = fattore di carico (tipicamente da 1,0 a 3,0, a seconda del livello previsto di carico di urti e vibrazioni)
E se l'applicazione comporta un movimento oscillatorio - rotazioni ripetute e parziali - la vita dovrebbe essere ridotta della quantità di oscillazione.
Vedere l'equazione qui https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Life-with-Oscillation-Equation.jpg
Loc = vita del cuscinetto oscillante (giri)
θ = angolo del movimento oscillatorio