Назначение и виды испытаний

Испытания в зависимости от назначения разделяют на три вида:

-ресурсные испытания (испытания на фактический ресурс целью которых является определение динамической грузоподъемности подшипников определенного типоразмера;

-контрольные испытания, выполняемые для сравнительной оценки качества подшипников, выпускаемых подшипниковыми заводами;

-специальные испытания, при выполнении которых оценивается эффективность применения новых материалов, смазок, конструк­тивных или технологических мероприятий.

Все подшипники делят по внутренним диаметрам на четыре диапазона размеров в зависимости от испытательных машин на которых их будут испытывать.

Для контрольных испытаний выбирают от каждого типа и диапазона размеров один или несколько типоразмеров подшипников (по 30—33 подшипника в партии).

Принято, что испытанный типоразмер характеризует долговечность всех подшипников данного типа и диапазона размеров, изготовленных по одинаковой технологии.

Технические характеристики машин для испытаний подшипников на долговечность

Технические характери­стики	Марка машины
	ЦКБ-72	ЦКБ- 50	ЦКБ-59	ЦКБ-44К
Диаметры отверстий подшипников, мм	15-30	30—60	60—120	100—150
Наружные диаметры подшипников, мм	35—62	62—120	110-215	180—320
Количество одновре­менно испытываемых подшипников под нагрузкой: радиальной осевой или комби­нированной
Наибольшая нагрузка на один подшипник, кгс: радиальная осевая				31 000 11 000
Частота вращения вну­треннего кольца под­шипника, об/мин	От 3200 до 16 000	До 5000	От 500 до 5000	От 500 до 1500
Привод машины: Мощность электродви­гателя, кВт Частота вращения элек­тродвигателя, об/мин	2,8	2,8/2,1   1420-2950	4,5
Система смазки под­шипников	Циркуляционная

Режимы испытаний и методы обработки результатов.

Методика 1

Нагрузка на подшипники назначается из условия получения ресурса (Lh) в 100—300 ч, а для ускоренных испытаний в 50—200 ч.

Меньшие и средние значения рекомендуе­мых интервалов ресурса для небольших радиальных подшипников (шариковых и роликовых с короткими цилиндри­ческими роликами).

-Радиальные подшипники обычно испытывают при радиальной нагрузке (Fr)

-радиально-упорные — при комбинированной радиальной и осевой ( Fr и Fa).

Для подсчета испытательной нагрузки предварительно опреде­ляют приведенную нагрузку

где С — коэффициент работоспособности по каталогу;

п — час­тота вращения внутреннего кольца, об/мин;

Lh — расчетный ресурс подшипников, ч.

Для радиальных подшипников условно принимают осевую нагрузку Fа = Q.

Приведенную нагрузку для радиально-упорных подшипников определяют из формулы

где Fa — действительная осевая нагрузка на подшипник;

S == 1,3 Fr tg a — осевая составляющая от радиальной нагрузки на подшипник;

a — номинальный угол контакта;

т — коэффи­циент приведения (выбирают по каталогу для данного типа под­шипника).

Обычно принимают

Fa — S < 0,25 Fr для подшипников с уг­лом контакта до 20°

Fa — S < 0,5 Fr при a > 20°.

Испытания производят при вращении внутреннего кольца. Для подшипников, предназначенных для нормальных условий эксплуатации, частоту вращения принимают равной 0,4—0,6 от предельной для данного типоразмера по каталогу и округляют по ряду: 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3500, 4000, 5000, 7500 и 10 000 об/мин. Подшипники смазывают минеральным маслом (индустриальное-12).

Температура наружного кольца в процессе испытания не должна была превышать 90° С.

Испытуемые подшип­ники закрепляют на валу на тугой подшипниковой посадке (m6), за исключением шариковых радиальных однорядных подшип­ников, для которых была принята напряженная подшипниковая посадка (k6). Во всех случаях наружное кольцо устанавливают в корпус по скользящей подшипниковой посадке (H7).

Результаты испытаний фиксируют на линейных графиках (рис. 1).

Гарантированный ресурс

Рис. 1. Линейный график результатов испытаний подшипников

Работоспособность подшипников оценивают по следующим показателям:

-гарантированному ресурсу — наработке до предельного со­стояния, которую обеспечили 90% подшипников испытываемой партии; (при определении гарантированного ресурса учитывали только те подшипники, которые вышли из строя в результате усталостного разрушения);

-контрольному ресурсу — наработке до предельного состоя­ния, которую обеспечили 90% подшипников испытываемой пар­тии независимо от характера разрушения;

-среднему ресурсу (ч)

где Lhi — суммарный ресурс п подшипников испытываемой партии, вышедших из строя в результате усталостного разруше­ния колец и тел качения;

-коэффициенту рассеяния ресурсов

где Lh наиб и Lh наим—соответственно наибольший и наимень­ший ресурсы подшипников испытанной партии, вышедших из строя в результате усталостного разрушения колец и тел качения;

-коэффициенту эксплуатационной стойкости — числу, харак­теризующему процент подшипников в партии, ресурс которых не ниже расчетного,

где

Z — количество подшипников в испытуемой партии;

z n, — коли­чество подшипников в партии, ресурс которых ниже расчетного.

Методика 2

Предусматривает, вероятностно-статистический метод оценки результатов испытаний. Принято, что ресурс подшипников по усталостному разрушению подчиняется двух­параметрическому распределению Вейбулла.

В методике 2 сохранено количество подшипников в испытываемой партии (20 шт.).

В результате обработки экспериментальных данных опреде­ляется ресурс подшипников при 90 и 50%-ной вероятности без­отказней работы.

Особенности данной методики заключаются в следующем.

1. Для каждого типа подшипников выбрано контактное напря­жение, при котором следует испытывать все типоразмеры данной конструктивной группы подшип­ников.

Такая регламентация по­зволяет сравнивать между собой по ресурсу результаты испытаний, проведенных на подшипниках, имеющих конструктивные разли­чия и изготовленных и испытан­ных на разных ГПЗ.

Максимальные контактные на­пряжения были установлены для каждой конструктивной группы подшипников по кривым устало­сти, построенным по результатам испытаний более 10 000 подшип­ников. В методике указаны для каждого типоразмера подшипни­ков радиальные и осевые испыта­тельные нагрузки, подсчитанные при установленных уровнях контактных напряжений.

2. При испытаниях партий подшипников используют метод усеченных выборок. Партию подшипников из 20 шт. испытывают до выхода из строя восьми подшипников. Остальные 12 подшип­ников испытывают до наибольшего ресурса, выявленного при испытаниях восьми подшипников, вышедших из строя по усталост­ному разрушению.

3. Ресурс подшипников оценивают по результатам испытаний, используя современные методы математической статистики. Обра­ботку производят методом максимального правдоподобия при по­мощи ЭВМ. Разработан также приближенный метод обработки результатов испытаний.

На ГПЗ-1 широко применяется графи­ческая обработка результатов испытаний с использованием лога­рифмической сетки Вейбулла-Гнеденко(рис.2).

Рис. 2. График обработки результатов испы­таний подшипников с использованием лога­рифмической сетки Вейбулла—Гнеденко

Режимы испытаний радиальных шарико­подшипников.

Максимальное контактное напряжение Gн = 31 000 кгм/см², частота вращения вала п = (0,4 — 0,6) n пp, где п пр - предельная частота вращения по каталогу.

Исходя из заданной величины Gн, находим радиальную нагрузку на один испытуемый подшипник. КГС:

где z — число шариков в подшипнике; Dw — диаметр шарика, см;

Для этого необходимо дополнить исследования оценкой третьего параметра и установить зависимость его от геометрии подшип­ника и условий работы. Анализ работы [25] позволяет сделать следующие выводы:

· оценка характера распределения для малых вероятностей от­казов особенно важна для особо ответственных машин (например: авиационные газовые турбины, гироскопические приборы и др.);

· возможность применить логарифмически нормальное распреде­ление представляет большой практический интерес, так как при этом оказывается возможным выравнивать начальные участки кривой распределения без определения величины третьего пара­метра; оценки ресурса при этом могут быть получены быстрее и экономичнее, чем с использованием распределения Вейбулла;

· для окончательного решения вопроса следует получить больше выборок.

ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ

Дата добавления: 2014-01-05