Машины для испытаний подшипников на надежность и ресурс при нормальных условиях эксплуатации.

Для ресурсных испыта­ний подшипников применяют машины, изготовленные по двум принципиальным схемам, отличающимся главным образом кон­струкцией испытательных головок.

Схема1

 

В испыта­тельных головках, выполненных по схеме 1 , испытуемые подшипники располо­жены в отдельных корпусах 2. Коренные подшипники в корпусе 1 также могут являться испытуемыми. Коренной вал 3 машины вращается от шкива 4 ременной передачи. Корпуса испытывае­мых подшипников подвижны в радиальном направлении относи­тельно корпуса коренных. Нагружение радиальной силой Fr осуществляется с помощью рычажной или гидравлической системы. Принципиально возможно и осевое нагружение испытуемых подшипников, расположенных в корпусах 2. Расположение испытываемых подшипников в отдельных кор­пусах на консолях валов способствует перекосу колец, особенно если корпуса не имеют надежных направляющих.

Наличие шкива ременной передачи между коренными подшип­никами приводит к увеличению расстояния между ними, что не­благоприятно сказывается на величине перекоса.

Усилие натяжения приводного ремня дополнительно нагру­жает коренные подшипники, поэтому при постановке на их место дополнительных испытываемых подшипников снижается точность оценки нагружения.

Схема2

Вторая, более совершенная, схема испытательной головки по­казана на рис. 7.5. В массивном жестком литом корпусе 1 уста­навливают сменную оснастку с четырьмя подшипниками: испыты­ваемыми 3 и коренными 4. Коренные подшипники могут также являться испытываемыми.

Гидростатические системы 2, 5 могут нагружать все четыре подшипника радиальными Fr силами и осе­вой Fa или комбинированной(Fr + Fa) силами два крайних подшипника 3. Привод машин состоит из электродвигателя, клиноременной передачи со сменными шкивами 8 и муфты 6. Опоры приводного шкива 7 установлены в отдельном корпусе, что обес­печивает разгрузку испытываемых подшипников от сил натяже­ния ремня. Для повышения частоты вращения между ременной передачей и коренным валом испытательной головки возможна установка дополнительного зубчатого ускорителя. Смазка подшипников — цир­куляционная с регулируемым расходом масла.

 

Отличия и преимущества этой схемы:

 

-более вы­сокая жесткость узлов;

-гидростатическая системой нагружения радиальной и осевой силами;

-более точная оценка величины нагрузок, так как испытываемые подшипники не нагружены си­лами натяжения ремня;

-принудительное проточное охлаждение жидким маслом, обеспечивающим постоянство рабочих температур подшипников в процессе испытаний.

 

 

Все эти усовершенствования позволили сократить сроки испытаний за счет применения форсированных режимов.

 

Машина ВНИПП-ГУ-50 (рис. 7.6), предназначена для испытаний четырех и более испытательных головок, однако сва­рная конструкция из швеллеров обеспечивает недостаточную жесткость и при испытаниях возникают сильные шум и вибрации.

 

Этот недостаток устранен в машине ЭНИИПП-4-56 где две испытательные головки установлены на мас­сивной литой станине.

 

 

 

Головка испытательной машины ЭНИ11ПП-4-56. Машина выпол­нена по принципиальной схеме, показанной па рис. 7.4. Радиальная нагрузка в ней создастся с помощью гидростатической системы 1 и передается на корпус 2 испытываемых подшипников 4 через поршень рабочего цилиндра. Усилия за­меряются с помощью манометра. Наибольшая нагрузка равна 1000 кгс. Давление в системе нагружения не превышает 36 кгс/см2. Опорные подшипники 3 коренного вала могут также являться испытуемыми. Максимальная частота вращения — 10 000 об/мин. Смазка — пластичная. Замеряют температуры наружных колец термопарами и пирометрическими милливольтметрами. Машина предназначена для испытаний радиальных подшипников с размерами отверстий от 30 до 40 мм и наружными диаметрами от 72 до 80 мм. Привод машины — электродвигатель переменного тока (мощностью 2,8 кВт, частотой вращения 2950 об/мин) и плоско-ременная передача.

 

7.2. ИСПЫТАНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРЕДЕЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ

Предельную частоту вращения подшипников в настоящее время принято оценивать параметром d,n'n^ где d,n—диаметр окруж­ности, проходящей через центры шариков или через точку, лежа­щую на оси ролика и делящую пополам его эффективную длину, мм; ^пр — предельная частота вращения, об/мин.

Предельная частота вращения подшипников данного типораз­мера зависит не только от конструкции и материалов подшип­ника, но и от нагрузки, условий смазки и охлаждения. Таким образом, понятие о предельной частоте вращения является услов­ным. Для практических целей принято под предельной частотой вращения, указываемой в каталогах, понимать такое число обо­ротов в минуту, при котором подшипник может проработать под нагрузкой несколько сотен часов. Кратковременно (несколько минут) подшипник может работать со значительно большей часто­той (п — предельное кратковременное). Предельные ресурсные частоты вращения определяются по методике ВНИПП оценкой допустимости скоростного режима по рабочей температуре и выходу из строя подшипников при ступенчато возрастающих ско­ростных режимах [23].

Испытания выполняют на десяти подшипниках одной техно­логической партии. Подшипники типовых конструкций классов точности 0 и 6 испытывают при последовательно возрастающих частотах вращения 0,75^пр, 1,25/Znp, 1,75ппр» 2^np (и если воз­можно при еще большей частоте). Испытания на каждом режиме продолжаются 24 ч, после чего их прерывают для охлаждения подшипников до температуры окружающей среды. Нагрузку на подшипники поддерживают постоянной, причем выбирают ее исходя из расчетного ресурса 150—400 ч при максимальной ожи­даемой частоте вращения. В рекомендуемом диапазоне ресурс выбирают с учетом интенсивности тепловыделения в подшипнике.

Так, для шарикоподшипников, отличающихся сравнительно ма­лыми моментами трения, при выборе нагрузки можно ориентиро­ваться на ресурс в 150 ч; для конических подшипников следует ориентироваться на максимальный ресурс.

1 В процессе испытаний каждый час фиксируют температуру наружных колец подшипников. Эта температура повышается с переходом на более высокие частоты вращения. Режим, при ко­тором прирост температуры относительно окружающей среды превысит 50° С, считается предельным. Предельные частоты вра­щения в некоторых случаях ограничиваются работоспособностью сепаратора. Если на каком-либо режиме два или более подшип­ника выйдут из строя в результате разрушения сепаратора, то за предельный принимается ближайший предшествующий режим.

7.3. ИСПЫТАНИЯ ТЕПЛОСТОЙКИХ ПОДШИПНИКОВ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ И ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Для подшипников качения «нормальными» принято считать температуры от —60° до 100° С, при которых подшипники из стали ШХ15, изготовленные по обычной технологии (температура отпуска колец после закалки 150° С), могут работать без замет­ного снижения грузоподъемности. Повышенными считают тем-• пературы, при которых допустимо применение колец и тел каче­ния из стали ШХ15 с высоким отпуском. К диапазону повышенных относят температуры от 100° до 200° С (в некоторых случаях для узлов, в которых усталостная стойкость не является причиной выхода из строя до 250° С). Температуры выше 200—250° С ус­ловно называют высокими.

Испытания теплостойких подшипников проводят для выбора и оценки теплостойких материалов для деталей подшипников и их термообработки, а также теплостойких смазок, для оценки ре­сурса и других характеристик работы подшипников при повышен­ных и высоких температурах и уточнения расчетных зависимостей.

Испытания теплостойких подшипников выполняют по индиви­дуальным методикам.