КРИТЕРІЇ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ

Працездатність підшипників кочення обмежується:

  • • втомним Викришування робочих поверхонь доріжок і тіл кочення (цей вид руйнування є основним критерієм працездатності);
  • • пластичними деформаціями (в результаті яких при частоті обертання обертового кільця підшипника п менше 10 об / хв і при великих навантаженнях на доріжках кочення можуть з'являтися вм'ятини);
  • • розколюванням кілець і тіл кочення (розколювання може бути викликано неправильним монтажем підшипників, похибками форми і розмірів посадочних поверхонь валів і корпусів, ударними і вібраційними навантаженнями);
  • • руйнуванням сепараторів (характерно для підшипників, що працюють при високих кутових швидкостях);
  • • абразивним зносом робочих поверхонь (спостерігається у підшипників, що працюють в забрудненому середовищі при недостатньому захисті від забруднення).

ВКАЗІВКИ ПО ПІДБОРУ ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ

В даний час в Росії розроблені і прийняті методики розрахунку і вибору підшипників кочення по статичної та динамічної вантажопідйомності, а також перевірки граничної швидкості обертання і наявності гідродинамічного режиму змащення підшипників.

ВАНТАЖОПІДЙОМНІСТЬ ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ. ЕКВІВАЛЕНТНА НАВАНТАЖЕННЯ

4.4.1.5.1. Статична вантажопідйомність підшипників кочення. Статична еквівалентна навантаження
4.4.1.5.1.1. Загальні відомості

При статичному навантаженні пошкодження підшипників проявляються у вигляді того, що зім'яло робочих поверхонь.

Методи розрахунку базової статичної вантажопідйомності і статичної еквівалентної навантаження для підшипників кочення встановлені ГОСТ 18854-94. Наведені в ГОСТ 18854 94 формули і коефіцієнти для розрахунку базової статичної розрахункової вантажопідйомності засновані на прийнятих в якості розрахункових значеннях контактних напруг.

У ГОСТ 18854-94 подані такі терміни та визначення. Статичне навантаження - навантаження, яке діє на підшипник, кільця якого не обертаються відносно один одного.

Базова статична радіальна вантажопідйомність З ог - статична радіальна навантаження, яка відповідає розрахунковим контактним напруженням в центрі найбільш важко навантаженої зони контакту тіла кочення і доріжки кочення розглянутого підшипника.

Для однорядних радіально-наполегливих підшипників радіальна вантажопідйомність відповідає радіальної складової навантаження, що викликає чисто радіальний зсув підшипникових кілець відносно один одного.

Базова статична осьова вантажопідйомність - статична центральна осьова навантаження, яка відповідає розрахунковим контактним напруженням в

центрі найбільш важко навантаженої зони контакту тіла кочення і доріжки кочення розглянутого підшипника.

Виникає при цих контактних напругах загальна залишкова деформація тіла кочення і доріжки кочення приблизно дорівнює 0,0001 діаметра тіла кочення.

Статична еквівалентна радіальна навантаження Р ог - статична радіальна навантаження, яке повинне викликати такі ж контактні напруги в найбільш важко навантаженої зоні контакту тіла кочення і доріжки кочення підшипника, як і в умовах дійсного навантаження.

Статична еквівалентна осьова навантаження Р (Н) - статична центральна осьова навантаження, яке повинне викликати такі ж контактні напруги в найбільш важко навантаженої зоні контакту тіла кочення і доріжки кочення підшипника, як і в умовах дійсного навантаження.

4.4.1.5.1.2. Базова статична вантажопідйомність

Базова статична вантажопідйомність визначається за формулами: для кулькових радіальних і радіально-наполегливих підшипників:

для роликових радіальних і радіально-наполегливих підшипників:

У формулах (4.26) і (4.27):

/ о - коефіцієнт, що залежить від геометрії деталей підшипника і від прийнятого рівня напруги; Д г - діаметр кульки; Ц - діаметр ролика; Х, н * - довжина

ролика; 2 - число тіл кочення, які сприймають навантаження в одному напрямку; / - число рядів тіл кочення в підшипнику.

Значення базової статичної вантажопідйомності С 0 наводяться в каталогах підшипників для кожного типорозміру підшипника (табл. П. 155-П. 160).

Базова статична радіальна вантажопідйомність двох і більше однакових однорядних кулькових і роликових радіальних і радіально-наполегливих підшипників, встановлених поряд на одному валу при їх послідовному розташуванні в разі рівномірного розподілу між ними навантаження дорівнює номінальній вантажопідйомності одного однорядного підшипника, помноженої на число підшипників.

4.4.1.5.1.3. Статична еквівалентна навантаження

Статична еквівалентна радіальна навантаження для кулькових радіальних і радіально-наполегливих, роликових радіально-наполегливих (а 0 °) підшипників дорівнює більшому із двох значень, розрахованих по Лопмулам:

де Б г - радіальне навантаження на підшипник; Б а - осьова навантаження на підшипник; Х 0 - коефіцієнт статичної радіального навантаження (табл. П.162); У 0 - коефіцієнт статичної осьового навантаження (табл. П.162).

Для роликових радіальних підшипників (а = 0 °), які сприймають тільки радіальне навантаження:

При розрахунку статичної еквівалентної радіального навантаження для двох однакових однорядних радіальних кулькових і радіально-наполегливих кулькових і роликових підшипників, встановлених поряд на одному валу при розташуванні широкими або вузькими торцями один до одного і утворюють загальний підшипниковий вузол, використовують значення Х 0 і Г 0 для дворядних підшипників, а значення р г і Б а

приймають в якості загального навантаження, що діє на весь комплект.

При розрахунку статичної еквівалентної радіального навантаження для двох і більше однакових однорядних кулькових радіальних, кулькових і роликових радіально-наполегливих підшипників, встановлених послідовно на одному валу, використовують значення Х 0 і У 0 для однорядних підшипників, а значення / г г і Б а приймають в як загальній навантаження, що діє на весь комплект.

4.4.1.5.2. Динамічна вантажопідйомність підшипників кочення. Динамічна еквівалентна навантаження. розрахунковий ресурс
4.4.1.5.2.1. Загальні відомості

Руйнування обертового під навантаженням підшипника кочення відбувається внаслідок втомних процесів в металі кілець і тіл кочення.

Методи обчислення базової динамічної розрахункової вантажопідйомності і розрахункового ресурсу підшипників кочення встановлені ГОСТ 18855-94. Метою ГОСТ 18855-94 є створення необхідного грунту для розрахунку основного показника правильності вибору підшипників кочення - ресурсу.

У ГОСТ 18855-94 застосовуються перераховані нижче терміни та визначення згідно з ГОСТ 18854-94.

Ресурс - число оборотів, яке одне з кілець підшипника (або кільця наполегливої подвійного підшипника) робить щодо іншого кільця до появи перших ознак втоми металу одного з кілець або тіл кочення.

Надійність - ймовірність того, що даний підшипник досягне або перевищить розрахунковий ресурс.

Базовий розрахунковий ресурс Ц 0 , млн об., - ресурс, відповідний 90% -й

надійності для підшипника, виготовленого зі звичайного матеріалу із застосуванням звичайних технології та умов експлуатації.

Базова динамічна радіальна розрахункова вантажопідйомність С г - постійне радіальне навантаження, яку підшипник теоретично може сприймати при базовому розрахунковому ресурсі, становить один мільйон обертів. Для радіально-наполегливих однорядних підшипників радіальна розрахункова вантажопідйомність відповідає радіальної складової навантаження, яка викликає чисто радіальний зсув підшипникових кілець відносно один одного.

Базова динамічна осьова розрахункова вантажопідйомність С а постійна

центральна осьова навантаження, яку підшипник теоретично може сприймати при базовому розрахунковому ресурсі, становить один мільйон обертів.

Динамічна еквівалентна радіальна навантаження Р г - постійне радіальне навантаження, під впливом якої підшипник матиме такий же ресурс, як і в умовах дійсного навантаження.

Динамічна еквівалентна осьова навантаження Р а - постійна центральна осьова навантаження, під впливом якої підшипник матиме такий же ресурс, як і в умовах дійсного навантаження.

Нормальні умови експлуатації - умови, які є оптимальними для підшипника (підшипник правильно встановлений, змазаний, захищений від проникнення сторонніх тіл; навантаження відповідає типорозміру підшипника; підшипник не береться надмірним змін температури і частоти обертання).

4.4.1.5.2.2. Базова динамічна розрахункова вантажопідйомність

Базова динамічна вантажопідйомність визначається за формулами:

для кулькових радіальних і радіально-наполегливих підшипників: при /) і , <25,4 мм

при Д г ,> 25,4 мм

У формулах (4.31) і (4.32):

/ С - коефіцієнт, що залежить від геометрії деталей підшипника і від прийнятого рівня напруги; - діаметр кульки; г - число тіл кочення в однорядном підшипнику; число тіл кочення в одному ряду багаторядного підшипника при однаковому числі їх в кожному ряду;

для роликових радіальних і радіально-наполегливих підшипників:

де Ь т = 1,0 для голчастих підшипників зі штампованим зовнішнім кільцем; Ь т = 1,1 для роликових циліндричних, конічних і голчастих з кільцями, підданими обробці різанням ; Ь т = 1,15 для роликових сферичних ; / С - коефіцієнт, що залежить від геометрії деталей підшипника і від прийнятого рівня напруги.

Значення базової динамічної вантажопідйомності С наводяться в каталогах підшипників для кожного типорозміру підшипника (табл. П. 155 - П. 160).

При розрахунку базової динамічної радіальної вантажопідйомності для двох однакових кулькових радіальних однорядних підшипників, встановлених поряд на одному і тому ж валу, цю пару підшипників розглядають як один дворядний радіальний підшипник.

При розрахунку базової динамічної радіальної вантажопідйомності для двох однакових кулькових і роликових радіально-наполегливих однорядних підшипників, змонтованих поруч на одному і тому ж валу (парний монтаж) за схемою "широкий торець до широкого" або "вузький торець до вузького" так, що вони працюють як один вузол, цю пару розглядають як один дворядний радіально-завзятий підшипник.

Базову динамічну радіальну вантажопідйомність для двох або більше однакових кулькових і роликових радіально-наполегливих однорядних підшипників, точно виготовлених і змонтованих послідовно поруч на одному і тому ж валу так, що вони працюють як один вузол, визначають множенням числа підшипників в ступеня 0,7 (для кулькових) або 7/9 (для роликових) на базову динамічну вантажопідйомність одного підшипника.

4.4.1.5.2.3. Динамічна квіалентная навантаження

Для кулькових радіальних, кулькових і роликових радіально-наполегливих підшипників при постійних радіальної і осьової навантажень:

для роликових радіальних підшипників з кутом а = 0 при радіальному навантаженні:

У формулах (4.34) і (4.35):

Т 7 ,. - радіальне навантаження на підшипник або радіальна складова фактичного навантаження, що діє на підшипник; Т 7 - осьова навантаження на підшипник або осьова складова фактичного навантаження, що діє на підшипник.

Значення коефіцієнтів X динамічної радіального навантаження і У динамічної осьового навантаження наведені в табл. П.163.

При розрахунку динамічної еквівалентної радіального навантаження для двох однакових кулькових роликових радіально-наполегливих однорядних підшипників, змонтованих поруч на одному і тому ж валу (парний монтаж) за схемою "широкий торець до широкого" або "вузький торець до вузького" так, що вони працюють як один вузол, їх розглядають як один дворядний радіально-завзятий підшипник, використовуючи значення X і У для дворядних підшипників.

При розрахунку динамічної еквівалентної радіального навантаження для двох або більше однакових однорядних кулькових радіальних, кулькових і роликових радіально-наполегливих підшипників, змонтованих послідовно поруч на одному і тому ж валу так, що вони працюють як один вузол, використовують значення X і У для однорядного підшипника.

4.4.1.5.2.4. Розрахунковий ресурс підшипника

Розрахунковим показником довговічності підшипника служить базовий ресурс £ ] 0 , відповідний 90% -й надійності (звідси в позначенні індекс "10", що дорівнює різниці 100-90).

Однак у багатьох випадках бажано обчислити ресурс для більш високих рівнів надійності або з урахуванням спеціальних властивостей підшипників і умов експлуатації. У таких випадках виконують розрахунок скоригованого ресурсу.

Базовий розрахунковий ресурс /, 10 в мільйонах обертів визначають при 90% -й

надійності:

де С - базова динамічна вантажопідйомність підшипника (радіальна З ,, або осьова З 0 ); Р - еквівалентна динамічна навантаження (радіальна Р г або осьова Р а ); до - показник ступеня, рівний 3 для кулькових підшипників і рівний 3,33 для роликових підшипників.

Формула розрахунку ресурсу справедлива, якщо Р г (або Р а ), а при змінних навантаженнях - Р гаіх (або Р атак ), нс перевищує 0,5 З г (або 0,5 З а ).

За наведеною формулою обчислюють базовий розрахунковий ресурс для підшипників, виготовлених зі звичайних підшипникових сталей і експлуатованих при нормальних умовах.

При підвищених вимогах до надійності визначають скоригований розрахунковий ресурс Ц 0 в мільйонах обертів:

де л, коефіцієнт, коригуючий ресурс в залежності від надійності Р, (табл. 4.4.3).

Таблиця 4.4.3

Надійність /},%

90

95

96

97

98

99

позначення ресурсу

Ао а

^ 5 а

^ 4 а

^ 3 а

^ 2 а

А "

Значення коефіцієнта а

1

0,62

0,53

0,44

0,33

0,21

Примітка:

Розрахунок підшипників кочення при підвищеній ймовірності безвідмовної роботи виконують для відповідальних вузлів при необхідній надійності в діапазоні (91-99)%;

замість індексу "5" в позначенні ресурсу записують значення різниці (100 /}). де /} - надійність при визначенні ресурсу

Скоригований розрахунковий ресурс підшипника в годиннику:

де п - частота обертання кільця, об / хв.

При виборі типорозміру підшипників і розрахунку скоригованого ресурсу для конкретних умов експлуатації припускають, що підшипники відповідають необхідному класу точності і забезпечені необхідні міцність і жорсткість валів і корпусів.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >