ISO 76:2006
(Main)Rolling bearings — Static load ratings
Rolling bearings — Static load ratings
ISO 76:2006 specifies methods of calculating the basic static load rating and the static equivalent load for rolling bearings within the size ranges shown in the relevant ISO standards, manufactured from contemporary, commonly used, high quality, hardened bearing steel in accordance with good manufacturing practice and basically of conventional design as regards the shape of the rolling contact surfaces. Calculations carried out in accordance with ISO 76:2006 do not yield satisfactory results for bearings in which, because of application conditions and/or internal design, there is a considerable truncation of the area of contact between the rolling elements and the ring raceways. The same limitation applies where application conditions cause deviations from a normal load distribution in the bearing, for example misalignment, preload or extra large clearance or where special surface treatment or coatings are used. Where there is reason to assume that such conditions prevail, the user should consult the bearing manufacturer for recommendations and the evaluation of the static equivalent load. ISO 76:2006 is not applicable to designs where the rolling elements operate directly on a shaft or housing surface, unless that surface is equivalent in all respects to the bearing surface it replaces. Double-row radial bearings and double-direction thrust bearings are, when referred to in ISO 76:2006, presumed to be symmetrical. In addition, guidelines are given for static safety factors to be applied in heavy loaded applications.
Roulements — Charges statiques de base
L'ISO 76:2006 spécifie des méthodes de calcul de la charge statique de base et de la charge statique équivalente de roulements dans les gammes de dimensions présentées dans les normes ISO correspondantes. Ces roulements sont réputés fabriqués par des méthodes éprouvées à partir d'un acier trempé de haute qualité couramment utilisé, et de conception classique en ce qui concerne la forme des surfaces de contact roulantes. Des calculs conduits conformément à l'ISO 76:2006 ne donneront pas de résultats satisfaisants pour des roulements, dans lesquels, à cause des conditions d'application et/ou de conception interne, la surface de contact entre éléments roulants et chemins soit fortement tronquée. Il en sera de même si les conditions de fonctionnement perturbent la répartition normale des charges dans le roulement, par exemple défaut d'alignement, précharge ou jeu excessif, ou en cas de traitement de surface ou de revêtement particuliers. En pareil cas, il convient que l'utilisateur consulte le fabricant pour obtenir ses conseils sur l'évaluation de la charge statique équivalente. L'ISO 76:2006 ne s'applique pas à des conceptions dans lesquelles les éléments roulants portent directement sur un arbre ou dans un logement, à moins que la surface de ces derniers ne soit à tous égards équivalente à celle du chemin qu'ils remplacent.
Kotalni ležaji – Statične nosilnosti
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 76
Third edition
2006-05-01
Rolling bearings — Static load ratings
Roulements — Charges statiques de base
Reference number
ISO 76:2006(E)
©
ISO 2006
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ISO 76:2006(E)
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the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
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electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
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Published in Switzerland
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ISO 76:2006(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Symbols . 3
5 Radial ball bearings. 4
5.1 Basic static radial load rating. 4
5.2 Static equivalent radial load . 6
6 Thrust ball bearings. 7
6.1 Basic static axial load rating . 7
6.2 Static equivalent axial load. 7
7 Radial roller bearings . 7
7.1 Basic static radial load rating. 7
7.2 Static equivalent radial load . 8
8 Thrust roller bearings. 9
8.1 Basic static axial load rating . 9
8.2 Static equivalent axial load. 9
9 Static safety factor. 10
9.1 General. 10
9.2 Ball bearings . 10
9.3 Roller bearings. 11
Annex A (informative) Discontinuities in the calculation of basic static load ratings . 12
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ISO 76:2006(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 76 was prepared by Technical Committee ISO/TC 4, Rolling bearings, Subcommittee SC 8, Load ratings
and life.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 76:1987), which has been technically revised.
It incorporates ISO 76:1987/Amd 1:1999 in Annex A.
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ISO 76:2006(E)
Introduction
Permanent deformations appear in rolling elements and raceways of rolling bearings under static loads of
moderate magnitude and increase gradually with increasing load.
It is often impractical to establish whether the deformations appearing in a bearing in a specific application are
permissible by testing the bearing in that application. Other methods are therefore required to establish the
suitability of the bearing selected.
Experience shows that a total permanent deformation of 0,000 1 of the rolling element diameter, at the centre
of the most heavily loaded rolling element/raceway contact, can be tolerated in most bearing applications
without the subsequent bearing operation being impaired. The basic static load rating is, therefore, given a
magnitude such that, approximately, this deformation occurs when the static equivalent load is equal to the
load rating.
Tests in different countries indicate that a load of the magnitude in question can be considered to correspond
to a calculated contact stress of
1)
⎯ 4 600 MPa for self-aligning ball bearings,
⎯ 4 200 MPa for all other ball bearings, and
⎯ 4 000 MPa for all roller bearings,
at the centre of the most heavily loaded rolling element/raceway contact. The equations and factors for the
calculation of the basic static load ratings are based on these contact stresses.
The permissible static equivalent load could be smaller than, equal to or greater than the basic static load
rating, depending on the requirements for smoothness of operation and friction, as well as on actual contact
surface geometry. Bearing users without previous experience of these conditions will need to consult the
bearing manufacturer.
2
5
1) 1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm
© ISO 2006 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 76:2006(E)
Rolling bearings — Static load ratings
1 Scope
This International Standard specifies methods of calculating the basic static load rating and the static
equivalent load for rolling bearings within the size ranges shown in the relevant ISO standards, manufactured
from contemporary, commonly used, high quality, hardened bearing steel in accordance with good
manufacturing practice and basically of conventional design as regards the shape of the rolling contact
surfaces.
Calculations carried out in accordance with this International Standard do not yield satisfactory results for
bearings in which, because of application conditions and/or internal design, there is a considerable truncation
of the area of contact between the rolling elements and the ring raceways. The same limitation applies where
application conditions cause deviations from a normal load distribution in the bearing, for example
misalignment, preload or extra large clearance or where special surface treatment or coatings are used.
Where there is reason to assume that such conditions prevail, the user should consult the bearing
manufacturer for recommendations and the evaluation of the static equivalent load.
This International Standard is not applicable to designs where the rolling elements operate directly on a shaft
or housing surface, unless that surface is equivalent in all respects to the bearing surface it replaces.
Double-row radial bearings and double-direction thrust bearings are, when referred to in this International
Standard, presumed to be symmetrical.
In addition, guidelines are given for static safety factors to be applied in heavy loaded applications.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 5593, Rolling bearings — Vocabulary
ISO 15241, Rolling bearings — Symbols for quantities
ISO/TR 10657:1991, Explanatory notes on ISO 76
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5593 and the following apply.
3.1
static load
load acting on a bearing when the speed of rotation of its rings or washers in relation to each other is zero
© ISO 2006 – All rights reserved 1
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ISO 76:2006(E)
3.2
basic static radial load rating
radial load which corresponds to a calculated contact stress at the centre of the most heavily loaded rolling
element/raceway contact of
⎯ 4 600 MPa for self-aligning ball bearings,
⎯ 4 200 MPa for all other radial ball bearings types, and
⎯ 4 000 MPa for all radial roller bearings
NOTE 1 In the case of a single-row angular contact bearing, the radial load rating refers to the radial component of that
load which causes a purely radial displacement of the bearing rings in relation to each other.
NOTE 2 For these contact stresses, under static load, a total permanent deformation of rolling element and raceway
occurs which is approximately 0,000 1 of the rolling element diameter.
3.3
basic static axial load rating
static centric axial load which corresponds to a calculated contact stress at the centre of the most heavily
loaded rolling element/raceway contact of
⎯ 4 200 MPa for thrust ball bearings, and
⎯ 4 000 MPa for all thrust roller bearings
NOTE For these contact stresses, under static load, a total permanent deformation of rolling element and raceway
occurs which is approximately 0,000 1 of the rolling element diameter.
3.4
static equivalent radial load
static radial load which would cause the same contact stress at the centre of the most heavily loaded rolling
element/raceway contact as that which occurs under the actual load conditions
3.5
static equivalent axial load
static centric axial load which would cause the same contact stress at the centre of the most heavily loaded
rolling element/raceway contact as that which occurs under the actual load conditions
3.6
static safety factor
ratio between the basic static load rating and the static equivalent load, giving a margin of safety against
inadmissible permanent deformation on rolling elements and raceways
3.7
roller diameter
〈calculation of load ratings〉 theoretical diameter in a radial plane through the middle of the roller length for a
symmetrical roller
NOTE 1 For a tapered roller, the applicable diameter is equal to the mean value of the diameters at the imaginary
sharp corners at the large end and at the small end of the roller.
NOTE 2 For an asymmetrical convex roller, the applicable diameter is an approximation of the diameter at the point of
contact between the roller and the ribless raceway at zero load.
3.8
effective roller length
〈calculation of load ratings〉 theoretical maximum length of contact between a roller and that raceway where
the contact is shortest
2 © ISO 2006 – All rights reserved
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ISO 76:2006(E)
NOTE This is normally taken to be either the distance between the theoretically sharp corners of the roller minus the
roller chamfers, or the raceway width excluding the grinding undercuts, whichever is the smaller.
3.9
nominal contact angle
angle between a plane perpendicular to a bearing axis (a radial plane) and the nominal line of action of the
resultant of the forces transmitted by a bearing ring or washer to a rolling element
NOTE For bearings with asymmetrical rollers, the nominal contact angle is determined by the contact with the ribless
raceway.
3.10
pitch diameter of ball set
diameter of the circle containing the centres of the balls in one row in a bearing
3.11
pitch diameter of roller set
diameter of the circle intersecting the roller axes at the middle of the rollers in one row in a bearing
4 Symbols
For the purposes of this document, the symbols given in ISO 15241 and the following apply.
C basic static axial load rating, in newtons
0a
C basic static radial load rating, in newtons
0r
D pitch diameter of ball or roller set, in millimetres
pw
D nominal ball diameter, in millimetres
w
D roller diameter applicable in the calculation of load ratings, in millimetres
we
F bearing axial load (axial component of actual bearing load), in newtons
a
F bearing radial load (radial component of actual bearing load), in newtons
r
f factor for calculation of basic static load rating
0
i number of rows of rolling elements
L effective roller length applicable in the calculation of load ratings, in millimetres
we
P static equivalent axial load, in newtons
0a
P static equivalent radial load, in newtons
0r
S static safety factor
0
X static radial load factor
0
Y static axial load factor
0
Z number of rolling elements in a single-row bearing; number of rolling elements per row of a multi-row
bearing with the same number of rolling elements per row
α nominal contact angle, in degrees
© ISO 2006 – All rights reserved 3
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ISO 76:2006(E)
5 Radial ball bearings
5.1 Basic static radial load rating
5.1.1 Basic static radial load rating for single bearings
The basic static radial load rating for radial ball bearings is given by the equation:
2
C = f i Z D cosα (1)
0r 0 w
where the values of f are as given in Table 1.
0
The equation applies to bearings with a cross-sectional raceway groove radius not larger than 0,52D in radial
w
and angular contact ball bearing inner rings, and 0,53D in radial and angular contact ball bearing outer rings
w
and self-aligning ball bearing inner rings.
The load-carrying ability of a bearing is not necessarily increased by the use of a smaller groove radius, but is
reduced by the use of a groove radius larger than those indicated in the previous paragraph. In the latter case,
a correspondingly reduced value of f shall be used. Calculation of this reduced value of f may be carried out
0 0
by means of Equation (3-18) given in ISO/TR 10657:1991.
5.1.2 Basic static radial load rating for bearing combinations
5.1.2.1 Two single-row radial contact ball bearings operation as a unit
The basic static radial load rating for two similar single-row radial contact ball bearings mounted side by side
on the same shaft, such that they operate as a unit (paired mounting), is twice the basic static radial load
rating of one single-row bearing.
5.1.2.2 Back-to-back and face-to-face arrangements of single-row angular contact ball bearings
The basic static radial load rating for two similar single-row angular contact ball bearings mounted side by side
on the same shaft, such that they operate as a unit (paired mounting) in a back-to-back or face-to-face
arrangement, is twice the basic static radial load rating of one single-row bearing.
5.1.2.3 Tandem arrangement
The basic static radial load rating for two or more similar single-row radial contact ball bearings or two or more
similar single-row angular contact ball bearings mounted side by side on the same shaft, such that they
operate as a unit (paired or stack mounting) in a tandem arrangement, is the number of bearings multiplied by
the basic static radial load rating of one single-row bearing. The bearings need to be properly manufactured
and mounted for equal distribution of the load between them.
4 © ISO 2006 – All rights reserved
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ISO 76:2006(E)
Table 1 — Values of factor f for ball bearings
0
Factor f
0
D cosα
w
Radial ball bearings
Thrust ball
D
pw
radial and angular self-aligning
bearings
contact
0 14,7 1,9 61,6
0,01 14,9 2 60,8
0,02 15,1 2 59,9
0,03 15,3 2,1 59,1
0,04 15,5 2,1 58,3
0,05 15,7 2,1 57,5
0,06 15,9 2,2 56,7
0,07 16,1 2,2 55,9
0,08 16,3 2,3 55,1
0,09 16,5 2,3 54,3
0,1 16,4 2,4 53,5
0,11 16,1 2,4 52,7
0,12 15,9 2,4 51,9
0,13 15,6 2,5 51,2
0,14 15,4 2,5 50,4
0,15 15,2 2,6 49,6
0,16 14,9 2,6 48,8
0,17 14,7 2,7 48
0,18 14,4 2,7 47,3
0,19 14,2 2,8 46,5
0,2 14 2,8 45,7
0,21 13,7 2,8 45
0,22 13,5 2,9 44,2
0,23 13,2 2,9 43,5
0,24 13 3 42,7
0,25 12,8 3 41,9
0,26 12,5 3,1 41,2
0,27 12,3 3,1 40,5
0,28 12,1 3,2 39,7
0,29 11,8 3,2 39
0,3 11,6 3,3
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 76:2006
01-december-2006
.RWDOQLOHåDML±6WDWLþQHQRVLOQRVWL
Rolling bearings - Static load ratings
Ta slovenski standard je istoveten z:
ICS:
21.100.20 Kotalni ležaji Rolling bearings
SIST ISO 76:2006 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 76
Third edition
2006-05-01
Rolling bearings — Static load ratings
Roulements — Charges statiques de base
Reference number
ISO 76:2006(E)
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ISO 76:2006(E)
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Fax + 41 22 749 09 47
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ISO 76:2006(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Symbols . 3
5 Radial ball bearings. 4
5.1 Basic static radial load rating. 4
5.2 Static equivalent radial load . 6
6 Thrust ball bearings. 7
6.1 Basic static axial load rating . 7
6.2 Static equivalent axial load. 7
7 Radial roller bearings . 7
7.1 Basic static radial load rating. 7
7.2 Static equivalent radial load . 8
8 Thrust roller bearings. 9
8.1 Basic static axial load rating . 9
8.2 Static equivalent axial load. 9
9 Static safety factor. 10
9.1 General. 10
9.2 Ball bearings . 10
9.3 Roller bearings. 11
Annex A (informative) Discontinuities in the calculation of basic static load ratings . 12
© ISO 2006 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 76:2006(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 76 was prepared by Technical Committee ISO/TC 4, Rolling bearings, Subcommittee SC 8, Load ratings
and life.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 76:1987), which has been technically revised.
It incorporates ISO 76:1987/Amd 1:1999 in Annex A.
iv © ISO 2006 – All rights reserved
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 76:2006(E)
Introduction
Permanent deformations appear in rolling elements and raceways of rolling bearings under static loads of
moderate magnitude and increase gradually with increasing load.
It is often impractical to establish whether the deformations appearing in a bearing in a specific application are
permissible by testing the bearing in that application. Other methods are therefore required to establish the
suitability of the bearing selected.
Experience shows that a total permanent deformation of 0,000 1 of the rolling element diameter, at the centre
of the most heavily loaded rolling element/raceway contact, can be tolerated in most bearing applications
without the subsequent bearing operation being impaired. The basic static load rating is, therefore, given a
magnitude such that, approximately, this deformation occurs when the static equivalent load is equal to the
load rating.
Tests in different countries indicate that a load of the magnitude in question can be considered to correspond
to a calculated contact stress of
1)
⎯ 4 600 MPa for self-aligning ball bearings,
⎯ 4 200 MPa for all other ball bearings, and
⎯ 4 000 MPa for all roller bearings,
at the centre of the most heavily loaded rolling element/raceway contact. The equations and factors for the
calculation of the basic static load ratings are based on these contact stresses.
The permissible static equivalent load could be smaller than, equal to or greater than the basic static load
rating, depending on the requirements for smoothness of operation and friction, as well as on actual contact
surface geometry. Bearing users without previous experience of these conditions will need to consult the
bearing manufacturer.
2
5
1) 1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm
© ISO 2006 – All rights reserved v
---------------------- Page: 6 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 76:2006(E)
Rolling bearings — Static load ratings
1 Scope
This International Standard specifies methods of calculating the basic static load rating and the static
equivalent load for rolling bearings within the size ranges shown in the relevant ISO standards, manufactured
from contemporary, commonly used, high quality, hardened bearing steel in accordance with good
manufacturing practice and basically of conventional design as regards the shape of the rolling contact
surfaces.
Calculations carried out in accordance with this International Standard do not yield satisfactory results for
bearings in which, because of application conditions and/or internal design, there is a considerable truncation
of the area of contact between the rolling elements and the ring raceways. The same limitation applies where
application conditions cause deviations from a normal load distribution in the bearing, for example
misalignment, preload or extra large clearance or where special surface treatment or coatings are used.
Where there is reason to assume that such conditions prevail, the user should consult the bearing
manufacturer for recommendations and the evaluation of the static equivalent load.
This International Standard is not applicable to designs where the rolling elements operate directly on a shaft
or housing surface, unless that surface is equivalent in all respects to the bearing surface it replaces.
Double-row radial bearings and double-direction thrust bearings are, when referred to in this International
Standard, presumed to be symmetrical.
In addition, guidelines are given for static safety factors to be applied in heavy loaded applications.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 5593, Rolling bearings — Vocabulary
ISO 15241, Rolling bearings — Symbols for quantities
ISO/TR 10657:1991, Explanatory notes on ISO 76
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5593 and the following apply.
3.1
static load
load acting on a bearing when the speed of rotation of its rings or washers in relation to each other is zero
© ISO 2006 – All rights reserved 1
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ISO 76:2006(E)
3.2
basic static radial load rating
radial load which corresponds to a calculated contact stress at the centre of the most heavily loaded rolling
element/raceway contact of
⎯ 4 600 MPa for self-aligning ball bearings,
⎯ 4 200 MPa for all other radial ball bearings types, and
⎯ 4 000 MPa for all radial roller bearings
NOTE 1 In the case of a single-row angular contact bearing, the radial load rating refers to the radial component of that
load which causes a purely radial displacement of the bearing rings in relation to each other.
NOTE 2 For these contact stresses, under static load, a total permanent deformation of rolling element and raceway
occurs which is approximately 0,000 1 of the rolling element diameter.
3.3
basic static axial load rating
static centric axial load which corresponds to a calculated contact stress at the centre of the most heavily
loaded rolling element/raceway contact of
⎯ 4 200 MPa for thrust ball bearings, and
⎯ 4 000 MPa for all thrust roller bearings
NOTE For these contact stresses, under static load, a total permanent deformation of rolling element and raceway
occurs which is approximately 0,000 1 of the rolling element diameter.
3.4
static equivalent radial load
static radial load which would cause the same contact stress at the centre of the most heavily loaded rolling
element/raceway contact as that which occurs under the actual load conditions
3.5
static equivalent axial load
static centric axial load which would cause the same contact stress at the centre of the most heavily loaded
rolling element/raceway contact as that which occurs under the actual load conditions
3.6
static safety factor
ratio between the basic static load rating and the static equivalent load, giving a margin of safety against
inadmissible permanent deformation on rolling elements and raceways
3.7
roller diameter
〈calculation of load ratings〉 theoretical diameter in a radial plane through the middle of the roller length for a
symmetrical roller
NOTE 1 For a tapered roller, the applicable diameter is equal to the mean value of the diameters at the imaginary
sharp corners at the large end and at the small end of the roller.
NOTE 2 For an asymmetrical convex roller, the applicable diameter is an approximation of the diameter at the point of
contact between the roller and the ribless raceway at zero load.
3.8
effective roller length
〈calculation of load ratings〉 theoretical maximum length of contact between a roller and that raceway where
the contact is shortest
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ISO 76:2006(E)
NOTE This is normally taken to be either the distance between the theoretically sharp corners of the roller minus the
roller chamfers, or the raceway width excluding the grinding undercuts, whichever is the smaller.
3.9
nominal contact angle
angle between a plane perpendicular to a bearing axis (a radial plane) and the nominal line of action of the
resultant of the forces transmitted by a bearing ring or washer to a rolling element
NOTE For bearings with asymmetrical rollers, the nominal contact angle is determined by the contact with the ribless
raceway.
3.10
pitch diameter of ball set
diameter of the circle containing the centres of the balls in one row in a bearing
3.11
pitch diameter of roller set
diameter of the circle intersecting the roller axes at the middle of the rollers in one row in a bearing
4 Symbols
For the purposes of this document, the symbols given in ISO 15241 and the following apply.
C basic static axial load rating, in newtons
0a
C basic static radial load rating, in newtons
0r
D pitch diameter of ball or roller set, in millimetres
pw
D nominal ball diameter, in millimetres
w
D roller diameter applicable in the calculation of load ratings, in millimetres
we
F bearing axial load (axial component of actual bearing load), in newtons
a
F bearing radial load (radial component of actual bearing load), in newtons
r
f factor for calculation of basic static load rating
0
i number of rows of rolling elements
L effective roller length applicable in the calculation of load ratings, in millimetres
we
P static equivalent axial load, in newtons
0a
P static equivalent radial load, in newtons
0r
S static safety factor
0
X static radial load factor
0
Y static axial load factor
0
Z number of rolling elements in a single-row bearing; number of rolling elements per row of a multi-row
bearing with the same number of rolling elements per row
α nominal contact angle, in degrees
© ISO 2006 – All rights reserved 3
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ISO 76:2006(E)
5 Radial ball bearings
5.1 Basic static radial load rating
5.1.1 Basic static radial load rating for single bearings
The basic static radial load rating for radial ball bearings is given by the equation:
2
C = f i Z D cosα (1)
0r 0 w
where the values of f are as given in Table 1.
0
The equation applies to bearings with a cross-sectional raceway groove radius not larger than 0,52D in radial
w
and angular contact ball bearing inner rings, and 0,53D in radial and angular contact ball bearing outer rings
w
and self-aligning ball bearing inner rings.
The load-carrying ability of a bearing is not necessarily increased by the use of a smaller groove radius, but is
reduced by the use of a groove radius larger than those indicated in the previous paragraph. In the latter case,
a correspondingly reduced value of f shall be used. Calculation of this reduced value of f may be carried out
0 0
by means of Equation (3-18) given in ISO/TR 10657:1991.
5.1.2 Basic static radial load rating for bearing combinations
5.1.2.1 Two single-row radial contact ball bearings operation as a unit
The basic static radial load rating for two similar single-row radial contact ball bearings mounted side by side
on the same shaft, such that they operate as a unit (paired mounting), is twice the basic static radial load
rating of one single-row bearing.
5.1.2.2 Back-to-back and face-to-face arrangements of single-row angular contact ball bearings
The basic static radial load rating for two similar single-row angular contact ball bearings mounted side by side
on the same shaft, such that they operate as a unit (paired mounting) in a back-to-back or face-to-face
arrangement, is twice the basic static radial load rating of one single-row bearing.
5.1.2.3 Tandem arrangement
The basic static radial load rating for two or more similar single-row radial contact ball bearings or two or more
similar single-row angular contact ball bearings mounted side by side on the same shaft, such that they
operate as a unit (paired or stack mounting) in a tandem arrangement, is the number of bearings multiplied by
the basic static radial load rating of one single-row bearing. The bearings need to be properly manufactured
and mounted for equal distribution of the load between them.
4 © ISO 2006 – All rights reserved
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ISO 76:2006(E)
Table 1 — Values of factor f for ball bearings
0
Factor f
0
D cosα
w
Radial ball bearings
Thrust ball
D
pw
radial and angular self-aligning
bearings
contact
0 14,7 1,9 61,6
0,01 14,9 2 60,8
0,02 15,1 2 59,9
0,03 15,3 2,1 59,1
0,04 15,5 2,1 58,3
0,05 15,7 2,1 57,5
0,06 15,9 2,2 56,7
0,07 16,1 2,2 55,9
0,08 16,3 2,3 55,1
0,09 16,5 2,3 54,3
0,1 16,4 2,4 53,5
0,11 16,1 2,4 52,7
0,12 15,9 2,4 51,9
0,13 15,6 2,5 51,2
0,14 15,4 2,5 50,4
0,15 15,2 2,6 49,6
0,
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 76
Troisième édition
2006-05-01
Roulements — Charges statiques de base
Rolling bearings — Static load ratings
Numéro de référence
ISO 76:2006(F)
©
ISO 2006
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ISO 76:2006(F)
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
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ISO 76:2006(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Symboles . 3
5 Roulements à billes radiaux . 4
5.1 Charge radiale statique de base. 4
5.2 Charge radiale statique équivalente . 6
6 Butées à billes. 7
6.1 Charge axiale statique de base . 7
6.2 Charge axiale statique équivalente. 7
7 Roulements à rouleaux radiaux . 7
7.1 Charge radiale statique de base. 7
7.2 Charge radiale statique équivalente . 8
8 Butées à rouleaux. 9
8.1 Charge axiale statique de base . 9
8.2 Charge axiale statique équivalente. 9
9 Facteur de sécurité statique. 10
9.1 Généralités . 10
9.2 Roulements à billes . 10
9.3 Roulements à rouleaux . 11
Annexe A (informative) Discontinuités dans le calcul des charges statiques de base . 12
© ISO 2006 – Tous droits réservés iii
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ISO 76:2006(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 76 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 4, Roulements, sous-comité SC 8, Charges de base
et durée.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 76:1987), dont elle constitue une révision
technique. L'ISO 76:1987/Amd. 1:1999 a été intégré dans l'Annexe A.
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ISO 76:2006(F)
Introduction
Des déformations permanentes apparaissent sur les éléments roulants et les chemins des roulements soumis
à des charges statiques modérées, et elles augmentent progressivement avec la charge.
Il est le plus souvent impossible de vérifier si des déformations apparaissant dans un roulement sont
acceptables dans une application déterminée, en soumettant le roulement à des essais dans ladite application.
D'autres méthodes sont requises pour déterminer si le roulement choisi est approprié.
L'expérience montre qu'une déformation permanente totale, de 0,000 1 du diamètre de l'élément roulant, au
centre du contact élément roulant/chemin le plus chargé, peut être acceptée par la plupart des applications,
sans pour autant compromettre un fonctionnement correct ultérieur du roulement. La charge statique de base
a donc été choisie de telle sorte que l'on ait à peu près cette déformation lorsque la charge statique
équivalente est égale à la charge statique de base.
Les calculs consécutifs aux essais effectués dans différents pays montrent qu'une telle charge peut être
considérée comme correspondant à une contrainte de contact égale à
1)
⎯ 4 600 MPa pour les roulements à rotule sur billes,
⎯ 4 200 MPa pour tous les autres types de roulements à billes, et
⎯ 4 000 MPa pour tous les roulements à rouleaux,
et ce, au centre du contact élément roulant/chemin le plus chargé. Les équations et facteurs de calcul des
charges statiques de base reposent sur ces valeurs de contraintes.
La charge statique équivalente admise peut être inférieure, égale ou supérieure à la charge statique de base,
selon les exigences de douceur de fonctionnement et de frottement, ainsi que la géométrie de la surface de
contact réelle. Il convient que les utilisateurs peu expérimentés à ces conditions consultent les fabricants de
roulements.
5 2
1) 1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm
© ISO 2006 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 76:2006(F)
Roulements — Charges statiques de base
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie des méthodes de calcul de la charge statique de base et de la
charge statique équivalente de roulements dans les gammes de dimensions présentées dans les normes ISO
correspondantes. Ces roulements sont réputés fabriqués par des méthodes éprouvées à partir d'un acier
trempé de haute qualité couramment utilisé, et de conception classique en ce qui concerne la forme des
surfaces de contact roulantes.
Des calculs conduits conformément à la présente Norme internationale ne donneront pas de résultats
satisfaisants pour des roulements dans lesquels, à cause des conditions d'application et/ou de conception
interne, la surface de contact entre éléments roulants et chemins est fortement tronquée. Il en sera de même
si les conditions de fonctionnement perturbent la répartition normale des charges dans le roulement, par
exemple défaut d'alignement, précharge ou jeu excessif, ou en cas de traitement de surface ou de revêtement
particuliers. En pareil cas, il convient que l'utilisateur consulte le fabricant pour obtenir ses conseils sur
l'évaluation de la charge statique équivalente.
La présente Norme internationale ne s'applique pas à des conceptions dans lesquelles les éléments roulants
portent directement sur un arbre ou dans un logement, à moins que la surface de ces derniers ne soit à tous
égards équivalente à celle du chemin qu'ils remplacent.
Les roulements à deux rangées et les butées à double effet, lorsqu'ils sont référencés dans la présente
Norme internationale, sont réputés symétriques.
En outre, des lignes directrices sont données concernant les facteurs de sécurité statique à appliquer dans les
applications soumises à de fortes charges.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 5593, Roulements — Vocabulaire
ISO 15241, Roulements — Symboles relatifs aux grandeurs
ISO/TR 10657:1991, Notes explicatives sur l'ISO 76
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 5593 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
charge statique
charge agissant sur un roulement dont les bagues ou les rondelles ont une vitesse de rotation nulle l'une par
rapport à l'autre
© ISO 2006 – Tous droits réservés 1
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ISO 76:2006(F)
3.2
charge radiale statique de base
charge radiale qui correspond par calcul à une contrainte, au centre du contact élément roulant/chemin le plus
chargé, égale à
⎯ 4 600 MPa pour les roulements à rotule sur billes,
⎯ 4 200 MPa pour tous les autres types de roulements à billes,
⎯ 4 000 MPa pour tous les roulements à rouleaux
NOTE 1 Dans le cas d'un roulement à une rangée à contact oblique, il s'agit de la composante radiale de la charge qui
provoque un déplacement purement radial des bagues l'une par rapport à l'autre.
NOTE 2 Pour de telles contraintes, sous charge statique, se produit une déformation permanente totale de l'élément
roulant et du chemin d'environ 0,000 1 du diamètre de l'élément roulant.
3.3
charge axiale statique de base
charge statique axiale centrée qui correspond par calcul à une contrainte, au centre du contact élément
roulant/chemin le plus chargé, égale à
⎯ 4 200 MPa pour les butées à billes,
⎯ 4 000 MPa pour les butées à rouleaux de tous types
NOTE Pour de telles contraintes, sous charge statique, se produit une déformation permanente totale de l'élément
roulant et du chemin d'environ 0,000 1 du diamètre de l'élément roulant.
3.4
charge radiale statique équivalente
charge radiale statique qui provoquerait la même contrainte, au centre du contact élément roulant/chemin le
plus chargé, que celle obtenue sous les charges réellement appliquées
3.5
charge axiale statique équivalente
charge axiale statique centrée qui provoquerait la même contrainte, au centre du contact élément
roulant/chemin le plus chargé, que celle obtenue sous les charges réellement appliquées
3.6
facteur de sécurité statique
rapport entre la charge statique de base et la charge statique équivalente, qui donne une marge de sécurité
contre une déformation permanente inadmissible des éléments roulants et chemins
3.7
diamètre de rouleau
〈à utiliser dans les calculs de charges de base〉 diamètre théorique dans un plan radial passant par le milieu
de la longueur de rouleau, pour un rouleau symétrique
NOTE 1 Pour un rouleau conique, le diamètre applicable est égal à la valeur moyenne des diamètres aux points
d'intersection théoriques des génératrices avec les grande et petite faces à arête vive.
NOTE 2 Sur un rouleau convexe asymétrique, le diamètre applicable est une approximation du diamètre au point de
contact avec le chemin de la bague démunie d'épaulements, sous charge nulle.
3.8
longueur de rouleau effective
〈à utiliser dans les calculs de charges de base〉 longueur maximale théorique du contact entre un rouleau et le
chemin sur lequel le contact est le plus court
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ISO 76:2006(F)
NOTE En pratique, c'est soit la distance entre les arêtes vives théoriques d'extrémité du rouleau, diminuée des
arrondis, soit la largeur du chemin, dégagements de rectification exclus, selon celle de ces deux valeurs qui est la plus
faible.
3.9
angle de contact nominal
angle existant entre un plan perpendiculaire à l'axe d'un roulement (plan radial) et la ligne théorique d'action
de la résultante des efforts transmis par une des bagues ou rondelles à l'un des éléments roulants
NOTE Pour les roulements à rouleaux asymétriques, l'angle de contact nominal est déterminé par le contact avec le
chemin de la bague démunie d'épaulements.
3.10
diamètre primitif d'une rangée de billes
diamètre du cercle contenant les centres des billes d'une même rangée
3.11
diamètre primitif d'une rangée de rouleaux
diamètre du cercle coupant l'axe des rouleaux d'une même rangée en leur milieu
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles de l'ISO 15241 ainsi que les suivants s'appliquent.
C charge axiale statique de base, en newtons
0a
C charge radiale statique de base, en newtons
0r
D diamètre primitif, sur billes ou rouleaux, en millimètres
pw
D diamètre nominal de la bille, en millimètres
w
D diamètre du rouleau à utiliser dans les calculs de charges de base, en millimètres
we
F charge axiale (composante axiale de la charge appliquée), en newtons
a
F charge radiale (composante radiale de la charge appliquée), en newtons
r
f facteur de calcul de la charge statique de base
0
i nombre de rangées d'éléments roulants
L longueur de rouleau à utiliser dans les calculs de charges de base, en millimètres
we
P charge axiale statique équivalente, en newtons
0a
P charge radiale statique équivalente, en newtons
0r
S facteur de sécurité statique
0
X facteur de charge radiale statique
0
Y facteur de charge axiale statique
0
Z nombre d'éléments roulants dans un roulement à une rangée; nombre d'éléments roulants par rangée
dans le cas de plusieurs rangées comportant chacune le même nombre
α angle de contact nominal, en degrés
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ISO 76:2006(F)
5 Roulements à billes radiaux
5.1 Charge radiale statique de base
5.1.1 Charge radiale statique de base pour roulements simples
La charge radiale statique de base est donnée par l'équation suivante:
2
C = f i Z D cosα (1)
0r 0 w
où les valeurs de f sont données dans le Tableau 1.
0
Cette équation est applicable à condition que le rayon de courbure du chemin des bagues intérieures des
roulements à contact droit et à contact oblique ne soit pas supérieur à 0,52D et que le rayon de courbure du
w
chemin des bagues extérieures des roulements de ces mêmes types et des bagues intérieures des
roulements à rotule ne soit pas supérieur à 0,53D .
w
L'aptitude d'un roulement à supporter les charges n'est pas nécessairement améliorée par l'emploi de rayons
plus petits, mais décroît par l'emploi de rayons plus grands que ceux indiqués dans l'alinéa précédent. Dans
le dernier cas, une valeur de f réduite en conséquence doit être utilisée. Cette valeur réduite de f peut être
0 0
calculée à l'aide de l'Équation (3-18) de l'ISO/TR 10657:1991.
5.1.2 Charge radiale statique de base pour ensembles de roulements
5.1.2.1 Deux roulements à billes à contact radiaux à une rangée constituant un ensemble
La charge radiale statique de base de deux roulements à une rangée à contact radiaux semblables et montés
côte à côte sur le même arbre, de telle manière qu'ils constituent un ensemble (montage par paire), est égale
à deux fois la charge de base de l'un de ces deux roulements.
5.1.2.2 Dispositions en O (dos à dos) et en X (face à face) des roulements à billes à une rangée à
contact oblique
La charge radiale statique de base de deux roulements à une rangée à contact oblique semblables et montés
côte à côte sur le même arbre, de telle manière qu'ils constituent un ensemble (montage par paire), dans les
dispositions en O ou en X, est égale à deux fois la charge de base de l'un de ces deux roulements.
5.1.2.3 Disposition en tandem
La charge radiale statique de base de deux ou plusieurs roulements à une rangée, à contact droit ou contact
oblique, semblables et montés côte à côte sur le même arbre, de telle manière qu'ils constituent un ensemble
(montage par paire ou par ensemble) dans la disposition en tandem (T), est égale au nombre de roulements
multiplié par la charge de base de l'un d'eux. Il est nécessaire que les roulements soient convenablement
fabriqués et montés de manière à se répartir également la charge.
4 © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO 76:2006(F)
Tableau 1 — Valeurs de f pour roulements à billes
0
Facteur f
0
D cosα
w
Roulements à billes radiaux
D
pw
Butées à billes
à contact radial
à rotule sur billes
ou oblique
0 14,7 1,9 61,6
0,01 14,9 2 60,8
0,02 15,1 2 59,9
0,03 15,3 2,1 59,1
0,04 15,5 2,1 58,3
0,05 15,7 2,1 57,5
0,06 15,9 2,2 56,7
0,07 16,1 2,2 55,9
0,08 16,3 2,3 55,1
0,09 16,5 2,3 54,3
0,1 16,4 2,4 53,5
0,11 16,1 2,4 52,7
0,12 15,9 2,4 51,9
0,13 15,6 2,5 51,2
0,14 15,4 2,5 50,4
0,15 15,2 2,6 49,6
0,16 14,9 2,6 48,8
0,17 14,7 2,7 48
0,18 14,4 2,7 47,3
0,19 14,2 2,8 46,5
0,2 14 2,8 45,7
0,21 13,7 2,8 45
0,22 13,5 2,9 44,2
0,23 13,2 2,9 43,5
0,24 13 3 42,7
0,25 12,8 3 41,9
0,26 12,5 3,1 41,2
0,27 12,3 3,1 40,5
0,28 12,1 3,2 39,7
0,29 11,8 3,2 39
0,3 11,6 3,3 38,2
0,31 11,4 3,3 37,5
0,32 11,2 3,4 36,8
0,33 10,9 3,4 36
0,34 10,7 3,5 35,3
0,35 10,5 3,5 34,6
0,36 10,3 3,6 —
0,37 10 3,6 —
0,38 9,8 3,7 —
0,39 9,6 3,8 —
0,4 9,4 3,8 —
NOTE Ce tableau est basé sur les équations de Hertz en contact ponctuel, avec un module d'élasticité
5
de 2,07 × 10
...
Questions, Comments and Discussion
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