Підбір підшипників кочення за статичною та динамічною вантажністю

Підбір підшипників за статичною вантажністю.Підшипники кочен­ня вважають статично навантаженими тоді, коли кутова швидкість рухомого кільця підшипника не перевищує 0,1 рад/с (або частота обер­тання не більша за 1 хв^–1)· Підбір таких підшипників здійснюється за умовою

R₀ < С₀, (6)

де R₀ – розрахункове статичне навантаження на підшипник; С₀ – базова статична вантажність (наводиться у каталогах для кожного типорозміру підшипників).

Базова статична вантажність – це таке ста­тичне навантаження на підшипник (радіальне – для радіальних і радіально–упорних підшипників, центральне осьове – для упорних і упорно–радіальних підшипників), якому відповідає загальна залиш­кова деформація тіл кочення і кілець у найбільш навантаженій точці їхнього контакту, що дорівнює 0,0001 діаметра тіла кочення.

Розрахункове статичне навантаження на підшипник визначають за формулою

R₀ = Х₀ R_r + Y₀Ra, (7)

де R_r, R_a – радіальне та осьове навантаження на підшипник відпо­відно, Н;

Х₀, Y₀ – коефіцієнти радіального та осьового статичного навантаження відповідно. Якщо у розрахунках виявиться, що R₀ < R_r, то треба брати R₀ = R_r

Якщо умова для вибраного за діаметром цапфи вала підшип­ника не виконується, то слід орієнтуватись на підшипники більш важ­ких серій.

Підбір підшипників за динамічною вантажністю.Динамічно навантаженими вважають такі підшипники, у яких рухоме кільце обер­тається зі швидкістю ω > 0,1 рад/с, до того ж при 0,1 < ω < 1 рад/с у розрахунках беруть ω = 1 рад/с Динамічно навантажені підшипни­ки підбирають за фактичною їхньою довговічністю в заданих умовах експлуатації за умови відсутності проявів втомного руйнування.

Базова динамічна вантажність – це постійне радіальне навантаження (а для упорних і упорно–радіальних підшип­ників осьове навантаження), яке підшипник може сприймати протягом одного мільйона обертів при безвідказній робо­ті 90 %.

На основі експериментальних досліджень бу­ла встановлена залежність між навантаженням на підшипник та його довговічністю:

L = a₁a₂₃(C_r/R)^p. (8)

Тут L – довговічність підшипника до появи ознак втоми, млн об;

a₁ і a₂₃ – коефіцієнти; С_г – базова динамічна вантажність; R – роз­рахункове еквівалентне навантаження на підшипник; p – показник степеня, який згідно з результатами експериментів для кулькових підшипників дорівнює 3, а для роликових підшипників – 10/3.

Базова динамічна вантажність С_г для всіх підшипни­ків кочення наводиться в каталогах. Підбір підшипників кочен­ня за динамічною вантажністю зводиться до визначення їх­ньої довговічності в конкретних умовах роботи.

Якщо відома кутова швидкість ω, рад/с, рухомого кільця підшип­ника, то за добутим із формули (8) значенням L довговічність L_h, год, можна визначити за співвідношенням

L_h = 10⁶πL/( 1800ω) = 1745L/ω. (9)

Потрібна довговічність підшипників L_h визначається строком служби машини між капітальними ремонтами. В машино­будуванні беруть L_h = (3000...50 000) год.

Стандарти запроваджують довговічність підшипників: L_h = 10 000 год для зубчастих редукторів; L_h = 5000 год для черв'ячних редукторів.

Коефіцієнти a₁ і a₂₃ у формулі (8) уведені за рекомендацією ISO.

Коефіцієнт a₁ враховується в разі потреби мати підшипники підвищеної надійності: а₁ = 1 при 90 %–й надійності; а₁ = 0,62 при 95 %–й; а₁ = 0,44 при 97 %–й; а₁ = 0,33 при 98 %–й. Коефіцієнт а₂₃ враховує якість матеріалу деталей підшипника та умови експлуата­ції. Для звичайних умов роботи серійних підшипників: кулько­вих, крім сферичних, а₂₃ = 0,7...0,8; кулькових сферичних і ролико­вих із циліндричними роликами а₂₃ = 0,5...0,6; роликових конічних а₂₃ = 0,6...0,7.

Якщо довговічність підшипників, що розрахована за базовою дина­мічною вантажністю, незадовільна, то слід підібрати підшипник біль­шого типорозміру.