Jak obliczyć żywotność podnośnika śrubowego?

Złożony proces, który wykracza poza proste formuły i uwzględnia rzeczywiste warunki eksploatacji.

Oszacowanie oczekiwanej żywotności podnośnika śrubowego jest zadaniem złożonym, ponieważ zależy od wielu czynników. Żywotność jest zazwyczaj ograniczana nie przez nagłe uszkodzenie, lecz przez zmęczenie materiału i zużycie ruchomych części – głównie łożysk tocznych oraz zespołu gwintowego (przekładnia trapezowa TR lub przekładnia kulowa KGT) – ograniczona.

Czynniki wpływające na żywotność

Nowoczesna, rozszerzona metoda obliczania żywotności łożysk tocznych zgodnie z ISO 281 uwzględnia szereg wpływów wykraczających poza samo obciążenie. Zasady te można również odnieść do żywotności całej przekładni:

Rozszerzone, zmodyfikowane obliczenia żywotności (ISO 281)

Rozszerzone, zmodyfikowane obliczenia żywotności zgodnie z ISO 281 opisuje żywotność łożyska w postaci L_na = a₁ · a_ISO · L₁₀ gdzie w praktyce:

• L_na = rozszerzona zmodyfikowana żywotność w milionach obrotów
• a₁ = współczynnik żywotności dla prawdopodobieństwa przeżycia
• a_ISO = współczynnik żywotności uwzględniający smarowanie, zanieczyszczenia i granicę zmęczenia
• L₁₀ = nominalna żywotność według wzoru podstawowego
• Dla L₁₀ obowiązuje znana zależność ISO-281:
  • L₁₀ = (C / P)^p gdzie
    • C = dynamiczna nośność (parametr łożyska/przekładni)
    • P = dynamiczne obciążenie zastępcze (rzeczywiste obciążenie)
    • p = wykładnik żywotności (zazwyczaj 3 dla łożysk kulkowych/KGT, 10/3 dla łożysk walcowych).

Praktyczne znaczenie dla projektowania

Dokładne obliczenie żywotności jest bardzo złożone i wymaga szczegółowej wiedzy na temat warunków eksploatacji. Dla użytkownika decydujące są zatem następujące punkty:

• Dokładne dane aplikacyjne: Im dokładniej znane są obciążenie, prędkość, czas włączenia i cykle pracy, tym precyzyjniej można oszacować żywotność i tym bardziej celowo można zwymiarować podnośnik śrubowy.
• Czystość i konserwacja: Teoretyczna żywotność może zostać osiągnięta tylko wtedy, gdy system jest utrzymywany w czystości i prawidłowo dosmarowywany. Ochrona śruby za pomocą odpowiedniego mieszka osłonowego oraz zastosowanie odpowiednich smarów ZIMM może znacznie wydłużyć żywotność w zapylonym lub trudnym środowisku.
• Korzystanie z narzędzi producenta: W celu niezawodnego projektowania należy korzystać z konfiguratorów online i dokumentacji obliczeniowej udostępnianych przez producentów, takich jak ZIMM. Narzędzia te uwzględniają specyficzne właściwości produktów i bezpiecznie prowadzą użytkownika przez proces projektowania.

Realistyczne oszacowanie żywotności jest kluczem do doboru napędu, który nie tylko działa, ale także niezawodnie i ekonomicznie spełnia swoje zadanie przez cały cykl życia maszyny.