230

12.2 Расчет подшпиников при действии радиальной и осевой силы

12.2.1 Теория

Данная схема может быть использована для расчета подшипников при действии на них радиальных и осевых сил таких как: шариковые радиальные (при действии радиальной и осевой силы), радиально-упорные шариковые, конические и т.п.

Расчет сводится к определению долговечности работы подшипника. Выделяют долговеность в млн.оборов и в часах, которые сравниваются с допускаемыми определенными из начальных условий или по таблице 12.2.5:

			æ	Cr	öb
	L = a	× a	×ç		÷	, млн.об
	1	2,3	ç	P ÷
			è	ý ø

106 × L

Lh = 60 ×n , часах

(12.2.1)

(12.2.2)

где а1 – коэффициент надежности (таблица 12.2.1); а2,3 - коэффициент совместного влияния качества металла и условий экс-

плуатации (таблица 12.2.2);

Сr – динамическая грузоподъемность (определяется при выборе подшипника см. приложения), Н;

Рэ – эквивалентная нагрузка, Н; β – показатель степени при определении ресурса работы подшипника

(шарикоые β=3, роликовые β=10/3≈3,33);

n – частота вращения вала подшипника, об/мин.

Таблица 12.2.1 - Коэффициент надежности, а1

S	0,9	0,95		0,96	0,97	0,98	0,99
а1	1	0,96		0,53	0,44	0,33	0,21
Примечание: Для подшипников большинства изделий (кроме оговорен-
ных	специально),		принимают		коэффициент			надежности
S = 0,9

231

Таблица 12.2.2 - Коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации а2,3

	Тип подшипника	Значение а2,3 при условии
		1	2	3
	Шарикоподшипник	0,7…0,8	1,0	1,2…1,4
	Роликоподшипники конические	0,6…0,7	0,9	1,1…1,3
	Примечание:

1.обычные условия хранения;

2.условия, характеризующие наличие пленки масла между контактирующими поверхностями в подшипнике и отсутствие повышенных перекосов в узле;

3.то же при изготовлении колец и тел качения из электрошлаковой или вакуумной сталей.

Pý = ( X ×V × Rs + Y × FA ) × Ká × KT

где Х – коэффициент радиальной динамической нагрузки (таблица 12.2.3); V - коэффициент вращения (V = 1 – при вращении внутреннего кольца,

V = 1,2 – при вращении внешнего кольца);

Rs – суммарная радиальная сила действующая на подшипник, Н; Y – коэффициент осевой динамической нагрузки (таблица 12.2.3);

FA – эквивалентная осевая сила (таблица 12.2.4 согласно заданной схемы нагружения), Н;

Кб – коэффициент безопасности (таблица 12.2.5); Кт – температурный коэффициент (таблица 12.2.6).

ВАЖНО:

Ø для шариковых радиальных подшипников эквивалентная нагрузка определяется для наиболее нагруженного подшипника (при этом FA=Fa – осе-

вая сила действующая на подшипник);

Ø для шариковых радиально-упорных и роликовых эквивалентная нагрузка определяется для каждого подшипника в отдельности.

Таблица 12.2.3 – Значения коэффициентов для однорядных подшипников

α, °

при

FA

£ e

при

FA

> e

e

e’

V × RS

V × RS

X

Y

X

Y

Шариковые

1 - X

æ

F ö0, 24

0

0,56

0,518 ×

ç

A

÷

-

e

ç

÷

è C0r ø

1 - X

æ

F ö0,163

æ

R

ö0,195

12

0,45

0,618 ×

ç

A

÷

0,563 ×

ç

S

÷

e

ç

÷

ç

÷

1

0

è C0r ø

è C0r

ø

1 - X

æ

F ö0,12

æ

R

ö0,136

15

0,44

0,618 ×

ç

A

÷

0,579 ×

ç

S

÷

e

ç

÷

ç

÷

è C0r ø

è C0r

ø

26

0,41

0,87

0,68

e

36

0,37

0,66

0,95

e

Роликовые

-

1

0

0,4

0,4·ctg(α)

1,5·tg(α)

0,83·e

где С0r – статическая грузоподъемность подшипника (определяется при выборе подшипника см. приложения), Н

232

Таблица 12.2.4 – Эквивалентные осевые силы

Рисунок 12.2.1
	Рисунок 12.2.2
если:	если:
FA2 = Fa + S1 ³ S2	FA2 = S1 - Fa ³ S2
то	то
FA1 = S1	FA1 = S1
FA2 = Fa + S1	FA2 = S1 - Fa
в противном случае	в противном случае
FA1 = S2 - Fa	FA1 = S2 + Fa
FA2 = S2	FA2 = S1

где S1 и S2 – осевая составляющая силы действующая на подшипник, Н

S = e'×RS

где e' - коэффициент минимальной осевой нагрузки (таблица 12.2.3).

233

Таблица 12.2.5 - Коэффициент безопасности

	Машины и оборудование. Условия их эксплуатации		Lh	Кб
	Приборы	и аппараты, используемые периодически	500	1…1,1
	(демонстрационная аппаратура, бытовые приборы,
	строительные краны).
	Механизмы, используемые в течение коротких перио-
	дов времени (механизмы с ручным приводом, сельхоз-		≥ 4000	1,1…1,2
	машины, подъемные краны в сборочных цехах, легкие
	конвейеры).
	Ответственные механизмы, работающие с перерывами		≥ 8000	1,2…1,3
	(конвейеры поточного производства, лифты, не часто
	работающие металлорежущие станки).
	Машины для односменной работы с неполной нагруз-		≥ 12000	1,3…1,4
	кой (электродвигатели, редукторы общего назначения).
	Машины, работающие с полной нагрузкой одну смену		~ 20000	1,3…1,4
	(машины общего машиностроения, подъемные краны,
	вентиляторы, распределительные валы).
	Машины,	работающие круглосуточно (компрессоры,	≥ 40000	1,5…1,7
	насосы, шахтные подъемники, стационарные электро-
	машины).
	машины, непрерывно работающие с высокой нагруз-		≥ 100000	2,0…2,5
	кой (оборудование бумагоделательных фабрик, энерге-
	тические установки, шахтные насосы).

Таблица 12.2.6 – Температурный коэффициент

Рабочая температура подшипника°С	до100	125	150	175	200	225	250
Кт	1,0	1,05	1,1	1,15	1,25	1,35	1,4