Расчет (подбор) подшипников качения на долговечность

При проектировании машин подшипники качения подбирают по таблицам каталога.

Расчет радиальных и радиально-упорных подшипников на долговечность проводят по динамической радиальной грузоподъемности.

r

Базовая динамическая радиальная грузоподъемность под- шипника С представляет собой радиальную нагрузку в Н, ко- торую подшипник может воспринимать при базовой долговеч- ности, составляющей 106 оборотов внутреннего кольца.

r

Значение С заранее определено и указано в каталогах для каждого типоразмера подшипника.

Долговечность подшипника качения L определяется ус- талостным выкрашиванием поверхностей качения. Показа- телем долговечности служит ресурс подшипника, т.е. нара- ботка до предельного состояния, выраженная в миллионах оборотов (млн. об) или в часах (ч).

Базовую долговечность L10 в млн. об. определяют при

90%-й надежности (отсюда индекс 10 = 100 – 90 в обозначении):

10 r E

а) L = (Cр / R) p,

б)

1 2 3

1 — Рис. 16.10. Роликовый конический подшипник

2 — Рис. 16.11. Роликовый конический подшипник с бортом на наружном кольце

3 — Рис. 16.12. Шариковый упорный подшипник

где р — показатель степени кривой усталости; р = 3 для шариковых

и р = 3,33 для роликовых подшипников.

Базовая долговечность подшипника L10 распространяется на обычные подшипниковые стали при нормальных услови- ях эксплуатации (правильной установке подшипника, пра- вильно выбранном способе смазывания, защите от проник- новения инородных тел и др.). При отличии свойств матери- ала или условий эксплуатации от обычных, а также при повышенных требованиях к надежности определяют скор- ректированную расчетную долговечность.

Скорректированная по уровню надежности и условиям применения подшипника расчетная долговечность (ресурс)

11 4

11 5

Lsah радиального или радиально-упорного подшипников в часах (ч):

¢

Lsah ³ Lsah.

(16.2)

Обычно L ¢

соответствует ресурсу машины или нара-

æ C ö p 106

боткемежду

sah

r

ремонтами.В зависимости от типа

Lsah = a 1 a 23ç r ÷.

(16.1)

плановыми

è RE ø

60 n

машиныи условий эксплуатации L ¢

=4000...100000 ч.

sah

E

Формула (16.1) справедлива при эквивалентных нагруз-

Вместо индекса s в обозначении долговечности записы-

ках R

, не превышающих 0,5 С

и п ³ 10 мин–1.

вают цифру s = 100 – Р, где Р — надежность при опре-

деленииресурса. Так, при 90%-й надежности — L10ah,при

Эквивалентная нагрузка. В большинстве случаев ради-

E

альные и радиально-упорные подшипники подвержены со-

5ah

95%-й — L

, при 97%-й — L

3ah.

вместному действию радиальной и осевой сил. Кроме того,

r

В формуле (16.1) обозначены: С

— базовая динамическая

условия работы подшипников разнообразны и могут разли-

E

радиальная грузоподъемность подшипника, Н; R

— дина-

чаться по величине кратковременных перегрузок, рабочей

мическая эквивалентная радиальная нагрузка (см. ниже), Н;

n — частота вращения кольца, мин–1;

a1 — коэффициент надежности. При определении ресурса,

соответствующего 90%-й надежности, коэффициент a1 = 1,

температуре, вращению внутреннего или наружного колец. Влияние всех этих факторов на работоспособность подшип- ников учитывают введением в расчет эквивалентной дина- мической радиальной нагрузки.

при95%-йнадежности a1 =0,62,при97%-й a1 =0,44;

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка R

для

a23 — коэффициент, учитывающий совместное влияние на долговечность особых свойств металла колец и тел каче-

ния (обычная плавка, вакуумный или электрошлаковый пе- реплав), условий эксплуатации (перекосы колец, наличие гидродинамической пленки масла в контакте колец и тел качения). Для обычных условий применения подшипников

(материал обычной плавки, наличие перекосов колец, от-

сутствие надежной гидродинамической пленки масла) зна-

радиальных и радиально-упорных подшипников — это та- кая постоянная радиальная сила, которая при приложении ее к подшипнику с вращающимся внутренним и неподвиж- ным наружным кольцами обеспечивает такие же ресурс и надежность, как и при действии сил в условиях эксплуата- ции.

Для радиальных и радиально-упорных подшипников

23

чения коэффициента а:

RE = (XVRr

+ YRa

) K БKТ

; (16.3)

Для шарикоподшипников (кроме сферических).... 0,7...0,8

Для роликоподшипников конических....................... 0,6...0,7

Для роликоподшипников цилиндрических,

шарикоподшипников сферических двухрядных.... 0,5... 0,6

Для роликовых радиальных двухрядных

сферических подшипников........................................ 0,3...0,4

Условием пригодности подшипника является превышение

для упорных подшипников

RE = RaK БK Т, (16.4)

r

a

где R — радиальная сила на подшипник (суммарная опорная реакция), Н; R — осевая сила, Н; V — коэффициент вращения, учитывающий зависимость долговечности подшипника от того, какое из колец вращается: V = 1 при вращении внутреннего кольца подшипника отно-

sah

расчетнойдолговечности L

значениятребуемой долговеч-

сительнонаправлениярадиальнойнагрузкии V =1,2привращении

sah

ности L ¢

11 6

наружного кольца; КБ

— динамический коэффициент, учитывающий

11 7

влияние эксплуатационных перегрузок на долговечность подшипника;

К

Т — коэффициент, учитывающий влияние температуры на долго-

вечность подшипника:

При t °С
KT	1,00	1,05	1,10	1,15	1,25	1,4

X, Y — коэффициенты радиальной и осевой динамических нагрузок

(указаны в каталоге); зависят от типа и конструктивных особенностей подшипника, а также от соотношения осевой и радиальной сил.

го момента без изменения его значения и направления. Некото- рые типы муфт дополнительно могут поглощать вибрации и толчки, предохранять машину от перегрузок, включать и вык- лючать рабочий механизм машины без остановки двигателя.

Многообразие требований, предъявляемых к муфтам, и различные условия их работы обусловили создание большо- го количества конструкций муфт.

По управляемости муфты разделяют на:

нерасцепляемые (постоянные), осуществляющие постоян-

a

Осевая сила R

не уменьшает ресурс подшипников пока

ное соединение валов между собой (глухие, жесткие ком-

пенсирующие, упругие компенсирующие);

отношение R

/(VR) не превысит значения е — параметра

a

осевого нагружения (указан в каталоге). При R

/(VR) £ е

сцепные управляемые, допускающие во время работы

a

a r

a r сцеплениеи расцепление валов с помощью механизма уп-

E

коэффициенты Х = 1 и Y = 0, т. е. при определении R

Ra неучитывают [см. формулу (16.3)].

силу

равления (кулачковые, фрикционные);

сцепные самоуправляемые, автоматически разъединяю-

При установке вала на шариковых радиальных подшипни-

a

ках осевая сила R

, нагружающая подшипник, равна внешней

щиевалы при изменении заданного режима работы машины

(обгонные, центробежные, предохранительные).

a

осевой силе F

, действующей на вал: R

= F. Силу F

вос-

По степени снижения динамических нагрузок муфты

a

принимает подшипник, ограничивающий осевое перемеще-

ние вала под действием этой силы.

Глава 17. МУФТЫ

Дата добавления: 2014-01-20