Расчет подшипников качения на долговечность

Основные критерии работоспособности и расчета.

Для подшипников качения можно отметить следующие основные причины потери работоспособности:

1) усталостное выкрашивание при длительной работе;

2) разрушение сепараторов центробежными силами и телами качения;

3) раскалывание колец и тел качения ударными и вибрационными нагрузками, перекосом колец и т.д.;

4) остаточные деформации на беговых дорожках в виде лунок, вмятин наблюдаются у тяжелонагруженных тихоходных подшипников;

5) абразивный износ от пыли при плохом уплотнении.

Современные расчеты подшипников качения проводят по двум критериям:

- расчет на долговечность (срок службы) по усталостному выкрашиванию;

- расчет на статическую грузоподъемность по остаточным деформациям.

Расчет на долговечность при n > 10 об/мин, ω > 1 рад/с. Расчет на статическую грузоподъемность при n < 10 об/мин, ω < 1 рад/с.

Основан на уравнении кривой усталости Веллера. Для наклонной ветви кривой усталости справедливо уравнение

где F_пр - приведенная нагрузка;

m - показатель степени кривой усталости (m = 3 - для шариковых подшипников, m = 10/3 - для роликовых подшипников);

С - динамическая грузоподъемность - это некоторая радиальная нагрузка (осевая для упорных подшипников),при которой у 90% подшипников испытуемой партии в течение 1 млн (10⁶) оборотов внутреннего кольца будут отсутствовать усталостные повреждения;

L - долговечность (срок службы, ресурс) в миллионах оборотов внутреннего кольца.

,

где n - частота вращения, об/мин; L_h - срок службы в ч.

С учетом этих формул имеем .

Расчет может быть выполнен двумя способами:

а) при выбранном типоразмере подшипника и известных условиях работы определяется долговечность

, где [L_h] - желаемый или требуемый срок службы, [L_h] - 5000...36000 часов, 20000 часов для редукторов общего назначения.

б) определяется расчетное значение динамической грузоподъемности

.

Далее при известных диаметре вала и условиях работы подшипника выбирается из таблицы соответствующий типоразмер подшипника. Если последнее условие не выполняется, то выбирается подшипник более тяжелой серии или другого типа. В крайнем случае увеличивается размер подшипника (подшипник определяет диаметр вала).

В вышеперечисленных способах расчета задача сводится к определению одной неизвестной величины - приведенной нагрузки:

,

где F_r - радиальная нагрузка на данную опору;

X, Y - коэффициенты радиальной и осевой нагрузки:

V - кинематический коэффициент (при вращении внутреннего кольца V = 1, при вращении наружного - V = 1,2);

К_δ - коэффициент безопасности, зависит от характера нагрузки и типа механизма (обычно спокойная нагрузка К_δ = 1, легкие толчки 1,1...1,2. умеренные толчки 1,3... 1,8); К_т - температурный коэффициент, при .

;

В радиально-упорных подшипниках при действии на них радиальных нагрузок возникают осевые составляющие S от радиальных реакций F.

Рис 90.

Для радиально-упорных шарикоподшипников . Для конических - коэффициент, параметр осевого нагружения, характеризующий неравномерность распределения нагрузки между телами качения; β - угол контакта: 12°, 26°, 36° - шарикоподшипники, роликовые - 10°-17°, роликовые радиально-упорные - 25°-30° (Рисунок 90).

Дата добавления: 2013-12-14