Калькулятор PV и колебательного режима сферических подшипников

Оцените давление, скорость скольжения и значение PV для сферического подшипника или шарнирного наконечника, работающего в колебательном режиме (без вращения), и сравните с обычно публикуемыми диапазонами PV для PTFE-вкладышей.

⚠

Только вспомогательный инструмент предварительного проектирования. Этот калькулятор использует упрощённую инженерную модель для оценки на ранних этапах и не заменяет полную проверку механической конструкции, анализ чертежей производителя или испытания. Для окончательного утверждения конструкции критичных для безопасности деталей отправьте свой расчёт в SYZ Engineering на проверку.

ИЗНОС ПОДШИПНИКА · МЕТОД PV (ДАВЛЕНИЕ × СКОРОСТЬ)

Калькулятор PV и колебательного режима сферических подшипников

Оценивает давление, скорость скольжения и значение PV для сферического подшипника или шарнирного наконечника, работающего в колебательном режиме (без вращения), и сравнивает с обычно публикуемыми диапазонами PV для PTFE-вкладышей.

Радиальная нагрузка
[lbf]

Диаметр отверстия
[Дюймы]

Ширина подшипника / шара
[Дюймы]

Проекция площади подшипника = отверстие × ширина.

Частота колебаний
[Циклов / минуту]

Один цикл = один полный ход туда и обратно.

Угол качания
[Градусы, полная дуга]

Рассчитанное значение PV

9,973

P = 15,238 psi · V = 0.654 ft/min · единицы: psi·ft/min

⚠ Тяжёлый режим — приближается к обычно публикуемым пределам композитных PTFE-вкладышей. Сверьтесь с паспортом поставщика подшипников.

Инженерная модель (соглашение о колебаниях, определённое SYZ)

Метод расчёта P = Load / (Bore × Width) · V = π × Bore × Cycles/min × (Swing° / 180) / 12 · PV = P × V

Стандартный источник PV как расчётный параметр скорости износа широко используется в технике подшипников скольжения (например, каталоги Igus, GGB, Kaydon), однако единой универсальной формулы скорости для колебательного режима не существует — производители определяют её по-разному. Формула выше — собственное явное определение SYZ (длина дуги за цикл × частота циклов); перед окончательным выбором всегда сверяйтесь с методикой PV вашего поставщика подшипников.

Ориентировочные диапазоны PV по SYZ <3,000 psi·fpm: лёгкий режим · 3,000–10,000: умеренный режим (типично для дороги/лёгкого бездорожья) · 10,000–15,000: тяжёлый режим, близко к обычно публикуемым пределам PTFE-вкладышей · >15,000: очень тяжёлый, вероятно превышает стандартные номиналы PTFE-вкладышей.

Допущения и ограничения

Границы PV — собственный ориентир SYZ, основанный на обычно публикуемых номиналах композитных PTFE-вкладышей; это не единое сертифицированное значение, оно зависит от материала вкладыша, температуры и смазки.
Предполагается равномерное давление по проекции площади — реальное контактное давление неравномерно (эффекты герцевского контакта у краёв).
Подшипники «металл по металлу» или со смазкой могут выдерживать существенно иные пределы PV, чем подшипники с PTFE-вкладышем; справочные диапазоны этого инструмента предполагают композитный PTFE-вкладыш.
Не учитывает повышение температуры, которое сильно влияет на реальный ресурс подшипника при высоком PV.

СТАТИЧЕСКИЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

Справка: значение PV по размеру отверстия (4,000 lbf, 30 cpm, качание 20°)

Значения, заранее рассчитанные по точной формуле выше, — для быстрого поиска без повторного ввода данных.

Диаметр отверстия	Ширина (типичное отношение)	Давление (P)	Скорость (V)	Значение PV
1/2″	0.291″	27,444 psi	0.436 ft/min	11,975 psi·fpm
5/8″	0.364″	17,564 psi	0.545 ft/min	9,580 psi·fpm
3/4″ (отверстие калькулятора по умолчанию)	0.437″	12,197 psi	0.654 ft/min	7,983 psi·fpm
1″	0.583″	6,861 psi	0.873 ft/min	5,987 psi·fpm

Ширина масштабирована пропорционально отверстию (≈0.583× отверстия) как типичное отношение ширины шара шарнирного наконечника, для иллюстрации — для точного результата введите реальную ширину вашего подшипника в калькуляторе выше.

РАЗОБРАННЫЙ ПРИМЕР

Проверка шарнирного наконечника 3/4″ при постоянном колебательном режиме

Шарнирный наконечник с отверстием 3/4″ и шириной 7/16″ несёт радиальную нагрузку 5,000 lbf в тяге, качающейся 30 раз в минуту на угол 20°. Укладывается ли это в разумный диапазон PV для подшипника с PTFE-вкладышем?

Давление в подшипнике P = 5,000 / (0.75 × 0.4375) ≈ 15,238 psi.
Скорость скольжения V = π × 0.75 × 30 × (20/180) / 12 ≈ 0.654 ft/min.
PV = 15,238 × 0.654 ≈ 9,973 psi·fpm — чуть ниже ориентирного порога SYZ 10,000 psi·fpm, в диапазоне «умеренный режим».
Это типичный диапазон для дороги и лёгкого бездорожья, но достаточно близко к порогу тяжёлого режима, чтобы перед применением в режиме непрерывной работы сверить паспорт материала вкладыша.