Глава 8. Подбор подшипников качения

Тела качения и дорожки качения подвержены воздействию контактных напряжений. В результате этого воздействия может происходить усталостное выкрашивание контактирующих поверхностей после длительного времени их работы. К видам разрушения подшипников относят абразивный износ, возникающий в результате недостаточной защиты от абразивных частиц. Для быстроходных подшипников характерно разрушение сепараторов. При сильных перекосах валов может наблюдаться раскалывание колец и тел качения от воздействия ударных нагрузок. Кроме того возможны остаточные деформации деталей подшипников, происходящие у тихоходных подшипников при перегрузках.

Практический расчет (подбор) подшипников проводят не по истинным напряжениям контакта, а по условным напряжениям (расчет стандартизирован ГОСТ 18854-73, ГОСТ 18855-73).

8.1 Подбор подшипников по статической грузоподъемности

Подбор подшипников по статической грузоподъемности производиться при частотах вращения валов n меньших одного оборота в минуту. Он предупреждает остаточные деформации деталей.

Подбор производиться расчетом статической нагрузки F_о по действующим на опору нагрузкам (рис. 7.1), которая сравнивается со статической грузоподъемностью С_о данного подшипника по каталогу:

F_o < C_o (8.1)

Расчет статической нагрузки F_o производиться по формуле:

F_o = X_o * F_r + Y_o * F_a (8.2),

где X_o, Y_o - коэффициенты радиальной и осевой статической нагрузок, которые выбираются по табл. 1

F_r, F_a – радиальная и осевая нагрузки, Н.

Радиальная и осевая нагрузки, действующие на подшипник качения , определяются после составления расчетной схемы (рис. 7.1).

Допускаемая статическая грузоподъемностьC_o – это такая статическая нагрузка, которой соответствует общая остаточная деформация тел вращения и колец в наиболее нагруженной точке контакта, равная 5 – 10 d (диаметр шарика).

F_a

2

Р

R₂

R₁

1

ис. 7.1

8.2. Подбор подшипников по динамической грузоподъемности

Долговечность подшипников – это расчетный ресурс, измеряемый числом оборотов, в течении которого не менее 90% из данной группы подшипников при одинаковых условиях должны отработать без проявления признаков усталости металла.

Эквивалентная динамическая нагрузка радиальных радиально-упорных подшипников, F – это постоянная радиальная нагрузка, которая при приложении ее к подшипнику с вращающимся внутренним и неподвижным наружными кольцами обеспечивает такой же расчетный срок службы как и при действительных условиях нагружения и вращения.

Расчетная динамическая грузоподъемность С_р должна сравниваться с динамической грузоподъемностью С выбранного подшипника исходя из равенства:

С_р < C (8.3)

Выбор подшипника можно производить по номинальной долговечности сравнение ее номинального значения для данного выбранного по каталогу подшипника и вычисленного по формуле (4) с рекомендуемым его значением (см.стр.5):

C_p = F^k * L_h * n * 60 / 10⁶ (8.4)

Из формулы (4) можно определить долговечность подшипника:

L = (C / F)^k (8.5)

где F – эквивалентная нагрузка на подшипники,

K – степенной показатель, равный для шариковых подшипников k=3 и роликовых k=10/3.

Часовая долговечность подшипника L_h связана с долговечностью L:

L_h = (10⁶ * L) / 60*n (8.6)

где n – частота вращения вала в об/мин.

Часовую долговечность можно выбирать в пределах:

L_h = 12000 ч. при работе с перерывами

L_h = 20000 ч. при работе в одну смену без перерывов

L_h = 40000 ч. при круглосуточном и среднем режиме работе.