ISO 15312:2018

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15312
Second edition
2018-02
Rolling bearings — Thermal speed
rating — Calculation
Roulements — Vitesse de référence thermique — Calculs
Reference number
ISO 15312:2018(E)
©
ISO 2018

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ISO 15312:2018(E)

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Published in Switzerland
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ISO 15312:2018(E)

Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and units . 3
5 Reference conditions . 3
5.1 General . 3
5.2 Reference conditions determining the frictional heat generation . 3
5.2.1 Reference temperatures . 3
5.2.2 Reference load . 4
5.2.3 Lubrication . 4
5.2.4 Other reference conditions . 4
5.3 Reference conditions determining the heat emission. 5
5.3.1 Heat emitting reference surface area . 5
5.3.2 Reference heat flow density . 6
6 Calculation of the thermal speed rating . 7
Annex A (informative) Coefficients f and f . 9
0r 1r
Annex B (informative) Explanatory notes .11
Annex C (informative) Thermal speed rating for rolling bearings with grease lubrication .12
Bibliography .13
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ISO 15312:2018(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www .iso .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 4, Rolling bearings, Subcommittee SC 8,
Load ratings and life.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 15312:2003), of which it constitutes a
minor revision with the following changes:
a) the term “coefficients” has been deleted from the title;
b) the normative references have been updated and modified;
c) Formula (11) has been corrected;
d) Clause 7 has been moved to a new informative Annex B;
e) content from Annex B has been moved to a new informative Annex C.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15312:2018(E)
Rolling bearings — Thermal speed rating — Calculation
1 Scope
This document defines the thermal speed rating for oil bath lubricated rolling bearings and defines
calculation principles for the determination of this parameter. The parameter determined in accordance
with this document applies to rolling bearings of the given series and sizes of standard design or of a
design that, from a frictional point of view, can be related to a standard design bearing.
In most cases of standard assembly, the permissible temperature determines the maximum operating
speed. Heating of the assembly is then generated by the bearing.
Thrust ball bearings are excluded from this document as kinematic effects do not allow the thermal
speed rating defined in this document to be applied.
NOTE 1 In Annex A mean values for the coefficients f and f are given — f for calculating viscous losses of
0r 1r 0r
oil bath lubricated bearings and f for calculating frictional losses of bearings.
1r
NOTE 2 Explanatory notes on the limiting criterion are given in Annex B.
NOTE 3 In Annex C the reference conditions for grease lubrication are defined. The reference conditions are
chosen such that the thermal speed rating for grease lubrication is identical to that for oil bath lubrication.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 76, Rolling bearings — Static load ratings
ISO 1132-1, Rolling bearings — Tolerances — Part 1: Terms and definitions
ISO 5593, Rolling bearings — Vocabulary
ISO 5753-1, Rolling bearings — Internal clearance — Part 1: Radial internal clearance for radial bearings
ISO 15241, Rolling bearings — Symbols for physical quantities
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1132-1 and ISO 5593, and the
following, apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
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ISO 15312:2018(E)

3.1
thermal speed rating
inner ring or shaft washer rotational speed at which equilibrium is reached between the heat generated
by the friction in the bearing and the heat flow emitted through the bearing seating (shaft and housing)
under the reference conditions
Note 1 to entry: The thermal speed rating is one among various criteria which permit comparison of the different
rolling bearing types and sizes with regard to their suitability for operation at high speed.
Note 2 to entry: Mechanical and kinematic criteria which could lead to further speed limitations are not taken
into account by the thermal speed rating.
3.2
reference conditions
conditions for the thermal speed rating related to
a) the mean temperature of the stationary outer ring or housing washer of the bearing, i.e. the
reference temperature, and the mean environmental temperature, i.e. the reference ambient
temperature;
b) the factors determining the friction losses in the bearing, such as:
— the magnitude and direction of the bearing load;
— the method of lubrication, type of lubricant, its kinematic viscosity and quantity;
— other general reference conditions;
c) the heat flow emitted from the rolling bearing defined as the product of the “heat emitting
reference surface area of the rolling bearing” and the “reference heat flow density specific to the
rolling bearing”.
Note 1 to entry: The heat emission under the reference conditions is based on empirical values and represents
the heat emission of the real bearing arrangement. It is, however, independent of the real design of the bearing
arrangement.
3.3
heat emitting reference surface area
sum of the contact areas, between inner ring (shaft washer) and shaft and between outer ring (housing
washer) and housing, through which the heat flow is emitted
3.4
reference load
bearing load, determined by the reference conditions, which causes the load-dependent frictional moment
3.5
reference heat flow
heat flow, emitted by thermal conduction through the heat emitting reference surface, and caused by
frictional resistance, when the bearing is operating under the reference conditions
3.6
reference heat flow density
reference heat flow divided by the heat emitting reference surface area
3.7
reference ambient temperature
mean environmental temperature of the bearing arrangement under the reference conditions
3.8
reference temperature
mean temperature of the stationary outer ring or housing washer of the bearing under the reference
conditions
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ISO 15312:2018(E)

4 Symbols and units
For the purposes of this document, the symbols given in ISO 15241 and the following apply.
Table 1 — Symbols and units
Symbol Term Unit
2
A Heat emitting reference surface area mm
r
B Width of rolling bearing mm
C Basic static axial load rating in accordance with ISO 76 N
0a
C Basic static radial load rating in accordance with ISO 76 N
0r
D Bearing outside diameter mm
D Inside diameter of the outer ring of thrust spherical roller bearing mm
1
d Bearing bore diameter mm
d Mean diameter of rolling bearing d = 0,5 × (D + d) mm
m m
d Outside diameter of the inner ring of thrust spherical roller bearing mm
1
f Coefficient for the load-independent frictional moment for the reference conditions 1
0r
f Coefficient for the load-dependent frictional moment for the reference conditions 1
1r
M Load-independent frictional moment N·mm
0
M Load-independent frictional moment under the reference conditions at the thermal N·mm
0r
speed rating, n
θr
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 15312
Deuxième édition
2018-02
Roulements — Vitesse de référence
thermique — Calculs
Rolling bearings — Thermal speed rating — Calculation
Numéro de référence
ISO 15312:2018(F)
©
ISO 2018

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ISO 15312:2018(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en oeuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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Publié en Suisse
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ISO 15312:2018(F)

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et unités . 3
5 Conditions de référence . 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Conditions de référence déterminant la formation de chaleur par frottement . 3
5.2.1 Températures de référence . 3
5.2.2 Charge de référence . 4
5.2.3 Lubrification . 4
5.2.4 Autres conditions de référence . 4
5.3 Conditions de référence déterminant l'émission de chaleur . 5
5.3.1 Aire de la surface thermogène de référence . 5
5.3.2 Densité de référence de flux thermique. 7
6 Calcul de la vitesse de référence thermique . 8
Annexe A (informative) Facteur de correction f et f . 9
0r 1r
Annexe B (informative) Notes explicatives .12
Annexe C (informative) Vitesse de référence thermique pour les roulements avec
lubrification à la graisse .13
Bibliographie .14
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ISO 15312:2018(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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 4, Roulements, sous-comité SC 8,
Charges de base et durée.
Cette seconde édition annule et remplace la première édition (ISO 15312:2003), qui a fait l’objet d’une
révision mineure avec les changements suivants:
a) le terme «facteur de correction» a été supprimé du titre;
b) les références normatives ont été mises à jour et modifiées;
c) la Formule (11) a été corrigée;
d) l’Article 7 a été déplacé dans une nouvelle Annexe B informative;
e) le contenu de l’Annexe B a été déplacé dans une nouvelle Annexe C informative.
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NORME INTERNATIONALE ISO 15312:2018(F)
Roulements — Vitesse de référence thermique — Calculs
1 Domaine d'application
Le présent document définit la vitesse de référence thermique pour les roulements lubrifiés par bain
d’huile et établit les principes de calcul pour la détermination de ce paramètre. Le paramètre déterminé
conformément au présent document s’applique aux roulements des séries et tailles données dans la
conception normalisée ou dans une conception qui, du point de vue du frottement, peut être reliée à un
roulement de conception normalisée.
Dans la plupart des cas d’assemblages normalisés, la température admissible détermine la vitesse
maximale de fonctionnement. L’échauffement de l’assemblage est ensuite produit par le roulement.
Les butées à billes ne font pas l’objet du présent document car les effets cinématiques ne permettent pas
d’appliquer la vitesse de référence thermique définie dans le présent document.
NOTE 1 Dans l’Annexe A, des valeurs moyennes des facteurs de correction f et f sont données — f pour
0r 1r 0r
calculer la perte visqueuse des roulements lubrifiés par bain d’huile et f pour calculer la perte par frottement
1r
des roulements.
NOTE 2 Des notes explicatives sur le critère de limitation sont présentées à l’Annexe B.
NOTE 3 Dans l’Annexe C, les conditions de référence pour la lubrification à la graisse sont définies. Les
conditions de référence sont choisies de façon que la vitesse de référence thermique en cas de lubrification à la
graisse soit identique à celle pour la lubrification par bain d’huile.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences 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 76, Roulements — Charges statiques de base
ISO 1132-1, Roulements — Tolérances — Partie 1: Termes et définitions
ISO 5593, Roulements — Vocabulaire
ISO 5753-1, Roulements — Jeu interne — Partie 1: Jeu interne radial pour roulements radiaux
ISO 15241, Roulements — Symboles relatifs aux grandeurs physiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 1132-1 et l’ISO 5593
s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
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ISO 15312:2018(F)

3.1
vitesse de référence thermique
vitesse de rotation de la bague intérieure ou de la rondelle arbre à laquelle un équilibre est atteint entre
la chaleur produite par le frottement dans le roulement et le flux thermique émis à travers le siège du
roulement (arbre et logement), dans des conditions de référence
Note 1 à l'article: La vitesse de référence thermique est l’un des critères qui permettent la comparaison des
différents types et tailles de roulements quant à leur aptitude au fonctionnement à vitesse élevée.
Note 2 à l'article: Les critères mécaniques et cinématiques susceptibles d’engendrer une limitation supplémentaire
de la vitesse ne sont pas pris en compte dans la vitesse de référence thermique.
3.2
conditions de référence
conditions pour la vitesse de référence thermique relatives
a) à la température principale de la bague extérieure ou de la rondelle logement fixes du roulement,
c’est-à-dire la température de référence, et à la température d’environnement principale, c’est-à-
dire la température ambiante de référence;
b) aux facteurs déterminant les pertes par frottement dans le roulement, tels que
— l’amplitude et la direction de la charge du roulement,
— la méthode de lubrification, le type de lubrifiant, sa viscosité cinématique et sa quantité,
— d’autres conditions de référence générales;
c) au flux thermique émis dans le roulement défini comme le produit de la «surface thermogène de
référence du roulement» et de la «densité de référence de flux thermique spécifique au roulement»
Note 1 à l'article: L’émission de chaleur dans les conditions de référence est fondée sur des valeurs empiriques et
représente l’émission de chaleur du dispositif de roulement réel. Elle est toutefois indépendante de la conception
réelle du dispositif de roulement.
3.3
surface thermogène de référence
somme des zones de contact entre la bague intérieure (rondelle arbre) et l’arbre, et entre la bague
extérieure (rondelle logement) et le logement, à travers lesquelles le flux thermique est émis
3.4
charge de référence
charge du roulement, déterminée par les conditions de référence, provoquant le moment de frottement
dépendant de la charge
3.5
flux thermique de référence
flux thermique émis par conduction thermique à travers l'air de la surface thermogène de référence et
causé par la résistance au frottement, lorsque le roulement fonctionne dans les conditions de référence
3.6
densité de référence de flux thermique
quotient du flux thermique de référence par l’aire de la surface thermogène de référence
3.7
température ambiante de référence
température d’environnement principale de la disposition du roulement dans les conditions de référence
3.8
température de référence
température principale de la bague extérieure ou de la rondelle logement fixes du roulement dans les
conditions de référence
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ISO 15312:2018(F)

4 Symboles et unités
Pour les besoins du présent document, les symboles donnés dans l’ISO 15241 et les suivants s’appliquent.
Tableau 1 — Symboles et unités
Symbole Terme Unité
2
A Aire de la surface thermogène de référence mm
r
B Largeur du roulement mm
C Charge axiale statique de base conformément à l’ISO 76 N
0a
C Charge radiale statique de base conformément à l’ISO 76 N
0r
D Diamètre extérieur du roulement mm
D Diamètre intérieur de la bague extérieure de la butée à rotule sur rouleaux mm
1
d Diamètre de l’alésage du roulement mm
d Diamètre moyen du roulement d = 0,5 × (D + d) mm
m m
d Diamètre extérieur de la bague intérieure de la butée à rotule sur rouleaux mm
1
f Facteur de correction pour le moment de frottement indépendant de la charge 1
0r
dans les conditions de référence
f Facteur de correction pour le moment de frottement dépendant de la charge 1
1r
dans les conditions de référence
M Moment de frottement indépendant de la charge N·mm
0
M Moment de frottement indépendant de la charge dans les conditions de référence N·mm
0r
à la vitesse de référence thermique, n
θr
M Moment de frottement dépendant de la charge N·mm
1
M Moment de frottement dépendant de la charge dans les conditions de référence N·mm
1r
à la vitesse de référence thermique, n
θr
N Perte de puissance du roulement dans les conditions de référence à la vitesse W
r
de
...