Расчет подшипников качения (ПК) на долговечность. Эквивалентная динамическая нагрузка и динамическая грузоподъемность.

Рассчитываются подшипники при частоте вращения n³ 1 мин^-1 при n= 1…10 мин^-1 считают n= 10мин^-1 (об/мин). За расчетный ресурспринимают ресурс, соответствующий 90% вероятности безотказной работы. Ресурс – это наработка подшипника до появления признаков усталостного выкрашивания, измеряется в часах, обозначается L _{10 h}, где 10 - % бракованных ПК в партии, h – час, или в млн. об: L = (L _{10 h} ´ 60 ´ n)/10⁶ , n – в об/мин.

Экспериментально установлена связь между ресурсом L и эквивалентной динамической нагрузкой Р:

или формулой:

L = а₁ ´ а₂₃ ´ (С / Р) ^р, где степень

р = 3 для шариковых ПК,

р = 3,33 для роликовых.

а₁ – коэффициент, вводимый при необходимости повышенной надёжности P(t):

P(t) = 0,9 => а₁=1

P(t) = 0,99 => а₁=0,21

а₂₃ – коэффициент, учитывающий качество материала подшипника и условия эксплуатации (см. таблицы)

С – базовая динамическая грузоподъёмность – это такая постоянная сила, которую ПК может выдерживать в течение одного млн. оборотов без появления признаков усталости не менее, чем у 90% из определённого числа подшипников, подвергающихся испытаниям. Значения С приведены в справочниках. Различают:

С _r – радиальная динамическая грузоподъемность для Р (радиальных) и РУ (радиально-упорных) подшипников;

С _а – осевая динамическая грузоподъёмность для У и УР.

Р – эквивалентная динамическая нагрузка, такая постоянная сила, которая при приложении к подшипнику обеспечит такие же ресурс и надежность, как и при действительных условиях эксплуатации.
Р _r - для Р и УР, Р _a - для У и УР.

Р _r определяется как = (X ´ V ´ F _r +Y ´ F _a) ´ K _Б ´ K _Т

Р _а = (X ´ F _r +Y ´ F _a) ´ K _Б ´ K _Т,

где F _r – радиальная сила на подшипнике, F _а – осеваясила на подшипнике

Х,Y- коэффициенты, зависящие от типа и конструктивных особенностей подшипника, определяются по таблицам.

K _Б - коэффициент безопасности, учитывающий тип нагрузки = 1..3 (см. табл.)

K _Т – температурный коэффициент; при t £ 100°С K _Т = 1, далее см. табл.

V – коэффициент вращения, зависящий от того, какое кольцо подшипника вращается относительно внешней нагрузки (внутреннее кольцо => V =1, внешнее => V =1,2).

Благоприятным считается вращение внутреннего кольца

s_н1 (в т.1) > s_н2 (в т.2), т.к. в т.1 шарик соприкасается с выпуклой, а в т.2 – с вогнутой поверхностью.

(1/r_пр = 1/r₁ ± 1/r₂) В этих условиях равное кол-во циклов напряжений вызовет усталостные разрушения прежде в т.1, чтобы уравнять условия работы колец необходимо уменьшить число циклов напряжений в т.1 по сравнению с т.2. Такое уменьшение и достигается при вращении внутреннего кольца.

(т.2 стоит на месте, т.к. наружное кольцо)