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部品の重量からわかるベアリング寿命計算例:モーメント荷重がある場合(寿命見積)

ボールベアリングの寿命のポイントである、回転体の自重による荷重が、ボールベアリングに加わることを部品の重量からわかるベアリング寿命計算例:遠心力がある場合(寿命見積)で説明した。ここではモーメント荷重がある場合の計算法を示す。

寿命計算モデルについて

図1に示すボールベアリング(型式6006)で支えられた回転体にモーメント荷重が図示するように作用する時のベアリングの寿命の計算を上記手順で行う。なお、軸受に加わる荷重の補正係数は1とする。

図1.計算例のモデル

※使用ベアリング6006 13.2kN(基本動定格荷重)

図1

手順1:回転体の重量とモーメント力の計算

モーメント荷重は重心を中心に作用するので、下記のようになる。

  1. M=294 (N) x 0.1 (m) x 2 = 58.8 N・m

上記モーメントから軸受AおよびBにかかる荷重は軸受間距離0.4mを用いて以下の通り算出される。

  1. Fam=Fbm=58.8/0.4=147N

図2.回転体の荷重等価図

※回転体の重心位置(GT)に加わる全負荷荷重を軸受A、Bに分配し、負荷荷重を算出する

図2

手順2:軸受の動等価荷重の計算

軸受に加わる動等価荷重は、FaとFbは等しく下記のようになる。

  1. Fa=Fb=147+30.4=177.4N

手順3:ベアリングの寿命計算

ベアリングは、左右で同じ型式の製品を使用しているので、荷重の大きな数字を用いて、その寿命を計算する。公式 L=(C/P)3 × 106 を用いて、基本動定格荷重C=13230N 軸受にかかる荷重P=177.4N(最大)を代入する。

  1. L=(13230/177.4)3 × 106=74.583 × 106=4.1 × 1011 回転

したがって、この計算例では、寿命は0.4兆回転となる。

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