Расчет подшипников качения на долговечность

Долговечность подшипника:

,(млн. оборотов), (1)

где p=3 - для шариковых подшипников, p=3,33 – для роликовыхподшипников;

С - динамическая грузоподъемность, указываемая в каталогах. Это такая нагрузка, которую подшипник может выдержать за 1 миллион оборотов кольца подшипника без появления признаков усталостного разрушения при частоте вращения 1 об/мин(в расчетах при об/мин принимается об/мин);

Р – эквивалентная динамическая нагрузка. Это постоянная однонаправленная нагрузка, при которой подшипник имеет такую же долговечность, что и при реальных условиях работы.

Эквивалентная динамическая нагрузка вычисляется по эмпирической формуле:

, (2)

где F_r , F_a – радиальная и осевая составляющие нагрузки, действующей на вращающееся кольцо подшипник;

V – коэффициент вращения вектора нагрузки (V = 1 если вращается внутреннее кольцо, V = 1,2 если вращается наружное кольцо);

X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, зависящие от типа подшипников, определяются по справочнику. Для радиальных подшипников, не воспринимающих осевую нагрузку, F_a =0, Х=1, для упорных подшипников, не воспринимающих радиальную нагрузку, , Y=1. Для остальных подшипников значения X и Y находятся по специальным таблицам;

К_Б – коэффициент безопасности, учитывающий влияние динамических условий работы

(К_Б = 1 для передач, К_Б = 1,8 для подвижного состава);

К_Т – коэффициент температурного режима (до 125^оС К_Т =1).

Долговечность (ресурс) подшипника можно вычислить в часах:

, (часов), (3)

где n – частота вращения вала.

Необходимая долговечность подшипника будет обеспечена, если

, (4)

где -заданный ресурс работы подшипника.

Заданный ресурс подшипников в машинах определяется технико-экономическими показателями. Его выбирают тем большим, чем важнее бесперебойная работа машины, чем труднее разборка машины для замены подшипников и т.д. Рекомендуемые значения в зависимости от типа машин приводятся в таблице 1.

Таблица 1

Рекомендуемые значения

Типы машин	Ресурс , час.
Приборы и аппараты, используемые периодически: демонстрационная аппаратура, механизмы для закрывания дверей, бытовые приборы
Машины, работающие с полной загрузкой в одну смену: машины общего машиностроения, подъемные краны, вентиляторы, распределительные валы	Около 20000
Машины для круглосуточного использования: компрессоры, насосы, шахтные подъемники, стационарные электромашины, судовые приводы	40000 и более
Непрерывно работающие машины с высокой нагрузкой: оборудование бумажных фабрик, энергетические установки, шахтные насосы, оборудование торговых морских судов	100000 и более

 

2.Расчет подшипников качения по статической грузоподъемности С₀.

Методы расчета статической грузоподъемности и эквивалентной статической нагрузки подшипников качения устанавливаются ГОСТ 18854-82.

Подшипники грузовых крюков, домкратов, нажимных устройств прокатных станов и других машин периодически подвержены нагрузкам при очень медленном вращении. «Невращающиеся» подшипники рассчитывают только по статической грузоподъемности.

Статическая грузоподъемность подшипника С₀ – это такая статическая нагрузка, при которой общая остаточная деформация тела качения или колец в наиболее нагруженной зоне не превышает 0,0001 диаметра тела качения при частоте вращения 1 об/мин.

В каталоге для каждого подшипника указана величина статической грузоподъёмности. Необходимо, чтобы:

, (5)

где, Р₀ – эквивалентная статическая нагрузка;

Эквивалентная статическая нагрузка определяется

, (6)

где F_r , F_a – радиальная и осевая нагрузки;

X₀ , Y₀ – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок. Приводятся в таблицах.