기계설계 계산기베어링 수명 계산기
ISO 281 등가하중·L10 정격 수명·신뢰도 보정·정적 안전계수
반경·축 하중과 동정격하중 Cr, 회전수를 입력하면 ISO 281에 따라 등가 동하중 P, 기본 정격 수명 L10(백만 회전)·L10h(시간), 신뢰도 보정 수명, 정적 안전계수 s0를 계산합니다. 깊은 홈 볼 베어링의 X·Y 계수는 자동으로 결정되고, 요구 수명에 필요한 동정격하중도 역산합니다.
입력 항목
| 항목 | 단위 | 범위·선택지 |
|---|---|---|
| 베어링 형식 | 선택 | 깊은 홈 볼 베어링, 기타 볼 베어링 (X·Y 직접 입력), 롤러 베어링 (X·Y 직접 입력) |
| 베어링 정격 (카탈로그) 동정격하중 Cr | kN | 0 이상 |
| 베어링 정격 (카탈로그) 정정격하중 C0r | kN | 0 이상 |
| 하중·운전 조건 레이디얼 하중 Fr | kN | 0 이상 |
| 하중·운전 조건 액시얼 하중 Fa | kN | 0 이상 |
| 하중·운전 조건 회전수 n | rpm | 0 이상 |
| 하중·운전 조건 하중 계수 fw | — | 1 이상, 5 이하 · 충격 없음 1.0~1.2, 보통 충격 1.2~1.5, 심한 충격 1.5~3.0 |
| X·Y 계수 레이디얼 계수 X | — | 0 이상 |
| X·Y 계수 액시얼 계수 Y | — | 0 이상 |
| 수명 보정 신뢰도 | 선택 | 90 % (a1 = 1.0), 95 % (a1 = 0.64), 96 % (a1 = 0.55), 97 % (a1 = 0.47), 98 % (a1 = 0.37), 99 % (a1 = 0.25), 99.2 % (a1 = 0.22), 99.4 % (a1 = 0.19), 99.6 % (a1 = 0.16), 99.8 % (a1 = 0.12), 99.9 % (a1 = 0.093), 99.92 % (a1 = 0.087), 99.94 % (a1 = 0.08), 99.95 % (a1 = 0.077) |
| 수명 보정 수명 수정 계수 aISO | — | 0.01 이상, 50 이하 · 윤활·오염 조건 계수. 제조사 선도에서 구한 값을 입력 (모르면 1) |
| 수명 보정 요구 수명 Lreq | h | 0 이상 · 일반 기계 8시간 운전 20,000~30,000 h, 24시간 연속 40,000~60,000 h |
계산 예시 (기본 입력값)
입력
- 베어링 형식
- 깊은 홈 볼 베어링
- 동정격하중 Cr
- 30.7 kN
- 정정격하중 C0r
- 19.6 kN
- 레이디얼 하중 Fr
- 2 kN
- 액시얼 하중 Fa
- 0 kN
- 회전수 n
- 1500 rpm
- 하중 계수 fw
- 1
- 신뢰도
- 90 % (a1 = 1.0)
- 수명 수정 계수 aISO
- 1
- 요구 수명 Lreq
- 20,000 h
결과
- 기본 정격 수명 (시간) L10h
- 40,187 h
- 수정 정격 수명 (시간) Lnmh
- 40,187 h
- 기본 정격 수명 (회전) L10
- 3617 ×10⁶ rev
- 수정 정격 수명 (회전) Lnm
- 3617 ×10⁶ rev
- 동등가 하중 P
- 2 kN
- 하중 계수
- X = 1, Y = 0
- 하중비
- Cr/P = 15.35
- 정적 안전계수 s0
- 9.8
- 필요 동정격하중 Cr,req
- 24.33 kN
계산 근거
- X·Y 계수 결정 (ISO 281 표)
Fa/C0r = 0.0000 → e = 0.190Fa/Fr = 0.000 ≤ e= X = 1, Y = 0 - 동등가 레이디얼 하중
P = fw · (X·Fr + Y·Fa)1 × (1×2 + 0.000×0)= 2 kN - 기본 정격 수명
L10 = (Cr/P)^p [10⁶ rev], p = 3(30.7/2)^3= 3617 ×10⁶ rev - 시간 수명
L10h = 10⁶/(60·n) · L1010⁶/(60×1500) × 3617= 40,187 h - 수정 정격 수명
Lnm = a1 · aISO · L101 × 1 × 40,187 h= 40,187 h - 정적 안전계수
s0 = C0r / (fw·P0), P0 = max(Fr, 0.6·Fr + 0.5·Fa)19.6 / (1 × 2)= 9.8 - 요구 수명에 필요한 동정격하중
Cr,req = P · (Lreq·60·n/10⁶ / (a1·aISO))^(1/p)= 24.33 kN
적용 범위·가정
- 하중·회전수 일정, 내륜 회전, 정상 윤활 상태
- 깊은 홈 볼 베어링 X·Y는 보통 내부 틈새 단열 기준 (Fa/C0 선형 보간)
- aISO(윤활·오염 계수)는 사용자 입력값 사용
근거 표준·문헌
- ISO 281:2007 / KS B ISO 281 (구름 베어링 동정격하중과 정격 수명)
- ISO 76 (정정격하중)
자주 묻는 질문
L10 수명이란 무엇인가요?
같은 조건의 베어링 무리 중 90%가 피로 박리 없이 견디는 회전수(백만 회전 단위)입니다. 볼 베어링은 L10 = (C/P)³, 롤러 베어링은 (C/P)^(10/3)입니다.
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