Расчёт подшипника по статической грузоподъёмности

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 12Следующая ⇒

3.2.3 Расчётный ресурс подшипника

Основным показателем, определяющим долговечность подшипников качения, является динамическая грузоподъёмность С - нагрузка, которую выдерживают 90% подшипников в течение 1 млн. оборотов внутреннего кольца до появления признаков усталости.

На основе экспериментальных работ была получена кривая усталости подшипников, работающих в эталонных условиях (рис.6). Для реальных условий эксплуатации кривая усталости описывается выражением 13, связывающим ресурс L_h (суммарным числом часов работы до появления признаков усталости) и эквивалентной динамической нагрузкой Р.

где: С — базовая динамическая грузоподъёмность подшипника (радиальная С_r или осевая С_a), Н;

Р_Е—эквивалентная динамическая нагрузка (радиальная Р_Er или осевая Р_Еa), Н;

k — показатель степени: k = 3 для шариковых и k = 10/3 для роликовых подшипников;

n — частота вращения кольца подшипника, об/мин.;

а₁ — коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от необхо­димой надёжности (табл. 7);

а₂₃ — коэффициент, учитывающий качество металла подшит» условия эксплуатации (табл. 6)

Рис. 6 Кривая усталости

Таблица 6

Подшипники

Расчетные условия эксплуатации

1.

.2

3.

Шарикоподшипники (кроме сфер_ических)

0,7-0.8

1,0

1,2-1,4

Роликоподшипники цилин­дрические и шарикопод­шипники сферические

0,5-0,6

0,8

1,0-1,2

Роликоподшипники кони­ческие

0,6-0,7

0,9

1,1-1,3

Роликоподшипники сфери­ческие

0,3-0,4

0,6

0,8-1,0

При выборе коэффициента a₂₃ различают следующие условия применения подшипника:

1 — обычные (материал обычной плавки, наличие перекосов колец, отсутствие надёжной гидродинамической плёнки масла и наличие в нём инородных частиц);

2—характеризующиеся наличием упругой гидродинамической плёнки масла в контакте колец и тел качения; отсутствие повышенных перекосов в узле; сталь обычного изготовления;

3 — то же, что в п.2, но кольца и тела качения изготовлены из стали электрошлакового или вакуумно-дугового переплава.

а₁ - коэффициент, вводимый при необходимости повышения надежности (табл. 7).

Таблица 7

Надёжность (для подшипников, на кото-

0,9

0,95

0,96

0,97

0,98

0,99

которые распространяется гарантийный ресурс)

Значение коэффициента а\

0,62

0,53

0,44

0,33

0,21

Динамическая грузоподъёмность.Динамическую грузоподъёмность для стандартных подшипников можно найти в приложении или справочной литературе; для нестандартных подшипников ее рассчитывают.

Динамическая грузоподъёмность С_rсум подшипникового узла, состоящего из двух радиальных или радиально-упорных (установленных узкими или широкими торцами наружных колец один к другому) подшипников (рие. 4,г), С_rсум = 1,62С для шарикоподшипников и С_rсум = 1,72С для роли­коподшипников (где С — динамическая грузоподъёмность одного подшипника. При этом пару подшипников рассматривают как один двухрядный подшипник (учесть при выборе Х и Y). При определении ресурса по формуле п. 13 вместо С_r подставляют базовую динамическую радиальную грузоподъёмность С_rсум.

Для подшипникового узла, состоящего из двух или более одинаковых радиально-упорных однорядных подшипников, установленных последовательно (рис. 4,д) и смонтированных так, что нагрузка на подшипники распределяется равномерно, динамическая грузоподъёмность шарикоподшипников  а роликоподшипников  (где i — число подшипников в узле; С₁ — динамическая грузоподъёмность одного подшипника).

3.2.4 Анализ результатов расчёта

В том случае, если расчётный ресурс больше требуемого L_h > [L_h], то подшипник пригоден по критерию усталостной прочности. Однако, если L_h >> [L_h], то можно попытаться оптимизировать подшипниковый узел, установив подшипник более лёгкой серии или другого типа.

В том случае, если L_h < [L_h] необходимо выполнить одно из перечисленных действий:

- поставить подшипник более тяжёлой серии (возрастёт С_r);

- улучшить условия эксплуатации (коэффициент а₂₃), если это возможно;

- заменить тип подшипника (изменится С_r);

- установить два и более подшипника в опору (возрастет С_rсум);

- увеличить диаметр вала под подшипником, не нарушая условий сборки деталей на вал (возрастёт С_r), и пересчитать долговечность подшипника.

Статическая грузоподъёмностьпредставляет собой статическую нагрузку, вызывающую в наиболее нагруженной зоне контакта общую остаточную деформацию тела качения и колец, равную 0,0001 диаметра тела качения. Для стандартных подшипников значения С₀ базовой статической грузоподъемности для каждого подшипника заранее подсчитаны и указаны в каталоге (прил, 1-9).

При расчёте на статическую грузоподъёмность проверяют, не будет ли статическая эквивалентная нагрузка на подшипник превосходить статическую грузоподъёмность, указанную в каталоге:

  или                        (14)

Однако, если не требуется высокая плавность хода, то возможно кратковременное повышение  до . При повышенных требованиях к плавности хода, малошумности и к стабильности момента трения рекомендуют уменьшить допускаемую статическую эквивалентную нагрузку  до . Коэффи­циент запаса S₀= 1,5 для упорных подшипников крановых крюков и подвесов; S₀ = 2 для приборных прецизионных поворотных устройств; S₀ = 4 для ответственных тяжело нагруженных опор и поворотных кругов.

Для шариковых радиальных и радиально-упорных, роликовых радиально-упорных подшипниковстатическая эквивалентная радиальная нагрузка равна большему из двух значений, рассчитанных по формулам:

                           (15)

где  и  — соответственно радиальная и осевая нагрузка на подшипник, Н;

 и  — соответственно коэффициент статической радиальной и статической осевой нагрузки (табл. 8).

Для роликовых радиальных подшипников ( ), которые воспринимают только радиальную нагрузку, .

Для шариковых и роликовых упорно-радиальных подшипников ( )статическую эквивалентную осевую нагрузку рассчитывают по формуле

                         (16)

Формула действительна для двойных подшипников при всех соотношениях радиальной и осевой нагрузок.

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров