Основные критерии работоспособности и расчёта

Можно отметить следующие основные причины потери работоспособности подшипников качения. Усталостное выкрашивание наблюдается у подшипников после длительного времени работы в нормальных условиях. Износ наблюдается при недостаточной защите от абразивных частиц. Разрушение сепараторов даёт значительный процент выхода из строя подшипников качения и особенно быстроходных. Раскалывание тел качения и колец связано с ударными и вибрационными нагрузками, неправильным монтажем и т.п. При нормальной эксплуатации этот вид разрушения не наблюдается. Остаточные деформации на беговых дорожках в виде лунок и вмятин наблюдаются у тяжелонагруженных подшипников.

Современный расчёт подшипников качения базируют только на двух критериях: 1) расчёт на статическую грузоподъёмность по остаточным деформациям; 2) расчёт на ресурс (долговечность) по усталостному выкрашиванию. Расчёты по другим критериям не разработаны.

Стандартом ограничено число типов и размеров подшипников. Это позволило рассчитать и экспериментально установить грузоподъёмность (работоспособность) каждого типоразмера подшипника.

При проектировании машин подшипники качения не конструируют и не рассчитывают, а подбирают из числа стандартных по условным формулам. Методика подбора подшипников также стандартизована.

Различают подбор подшипников по динамической грузоподъёмности для предупреждения усталостного выкрашивания; по статической грузоподъёмности для предупреждения остаточных деформаций.

Выбор подшипников по динамической грузоподъёмности с (по заданному ресурсу или долговечности)

Этот подбор выполняют при n  1 об/мин. Условие подбора:

С треб  С.

Паспортная динамическая грузоподъёмность С – это такая постоянная нагрузка, которую подшипник может выдерживать в течение одного миллиона оборотов без появления признаков усталости.

Значения С приведены в каталогах. При этом под нагрузкой понимают радиальную для радиальных и радиально-упорных подшипников, осевую для упорных и упорно-радиальных.

Динамическая грузоподъёмность и ресурс связаны эмпирической зависимостью

или ;

где: L – сурс, млн. оборотов;

Р_е – эквивалентная нагрузка;

 = 3 для шариковых и =3,33 для роликовых подшипников.

Ресурс в часах

где: n – частота вращения, об/мин.

Эквивалентная нагрузка

Эквивалентная нагрузка Р_е радиальных и радиально-упорных подшипников есть такая условная постоянная нагрузка P_r, радиальная, которая при приложении её к подшипнику с вращающимся внутренним кольцом и с неподвижным наружным обеспечивает такую же долговечность, какую подшипник имеет при действительных условиях нагружения. Р_а – постоянная центральная осевая нагрузка при вращении одного из колец:

; ,

где: F_r, F_a – радиальная и осевая нагрузки;

X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузки (указаны в каталоге на подшипники);

V – коэффициент вращения, зависящий от того, какое кольцо подшипника вращается (при вращении внутреннего кольца V =1, наружного V =1,2);

К_б – коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки (выбирается по таблицам);

К_Т – температурный коэффициент (при t до 100 С К_Т= 1, при t = 125…250 С К_Т = 1,05…1,4 соответственно).