Как считается ресурс подшипника?
По номинальному ресурсу ISO 281: L10 = (C / P)^p в миллионах оборотов, где C — базовая динамическая грузоподъёмность, P — эквивалентная динамическая нагрузка, p = 3 для шариковых и 10/3 для роликовых подшипников. В часах при частоте вращения n в об/мин: L10h = 10^6 / (60 x n) x L10, ведь за час вал делает 60 x n оборотов. Для шарикового подшипника с C 30,7 кН и P 3 кН при 1450 об/мин: C / P = 10,2333, 10,2333^3 = 1071,67 млн оборотов и 10^6 / 87000 x 1071,67 = 12 318 ч — около 1,41 года непрерывной работы.
Что значит L10?
Это статистический ресурс при надёжности 90 %: его достигают или превышают 90 % большой группы одинаковых подшипников в одних и тех же условиях. Каждый десятый может выйти из строя раньше, поэтому L10 — не ресурс одного конкретного подшипника. Цифра 10 в L10 и есть эти 10 % группы.
Откуда брать C и P?
C — базовая динамическая грузоподъёмность — есть в каталоге изготовителя подшипника для точного обозначения: это нагрузка, при которой номинальный ресурс равен одному миллиону оборотов. P — эквивалентная динамическая нагрузка — это нагрузка на подшипник в вашем узле, её вводите вы. Значений C калькулятор не даёт и P не вычисляет. Обе величины можно вводить в кН, Н, lbf (4,4482216152605 Н) или кгс (9,80665 Н); C и P должны быть в одной единице, иначе калькулятор сначала переводит их в ньютоны.
Насколько нагрузка меняет ресурс?
Сильно, потому что P возводится в степень p. Вдвое большая P даёт у шарикового подшипника (1/2)^3 = 1/8 ресурса, у роликового (1/2)^(10/3) = 0,0992, примерно десятую часть. Вдвое меньшая P даёт в 8 раз больший ресурс у шарикового подшипника и в 10,08 раза у роликового. Частота вращения действует прямо пропорционально: вдвое меньшая частота при том же L10 даёт вдвое больше часов.
Можно ли найти нужную C для заданного ресурса?
Да. Заданный ресурс в часах переводится в обороты, L10 = L10h x 60 x n / 10^6, а затем нужная C = P x L10^(1/p) или допустимая P = C / L10^(1/p). Для шарикового подшипника с P 2 кН при 1500 об/мин и ресурсе 20 000 ч: L10 = 1800 млн оборотов, 1800^(1/3) = 12,1644 и C = 24,33 кН. Для роликового подшипника с C 50 кН при 1000 об/мин и 30 000 ч: L10 = 1800, 1800^(3/10) = 9,4751 и P = 5,277 кН.
Почему реальный ресурс может отличаться от L10?
Номинальный ресурс учитывает только C, P и тип подшипника. Реальный ресурс подшипника зависит ещё и от смазки и загрязнения, которые учитывают методы расчёта скорректированного ресурса. Скорректированного ресурса и коэффициента надёжности калькулятор не даёт: для них нужны метод изготовителя подшипника и условия работы.