Критерии расчета подшипников

       Основными видами расчета подшипников качения являются расчет на долговечность по динамической грузоподъемности для предотвращения усталостного выкрашивания и расчет на статическую грузоподъемность с целью исключения пластических деформаций.

При расчете подшипника на долговечность учитывают его базовую динамическую грузоподъемность.

Базовая динамическая грузоподъемность C - это такая постоянная нагрузка, которую выдерживают не менее 90 % подвергнутых испытанию подшипников без появления признаков усталости в течение 1 млн. оборотов.

 

Базовая статическая грузоподъемность C ₀ – это такая постоянная нагрузка, при которой общая остаточная деформация колец и тел качения в наиболее нагруженной зоне контакта приблизительно равна 0.0001 от диаметра тела качения D_w.

РАСЧЕТ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

       Расчет по динамической грузоподъемности выполняют при частоте вращения кольца подшипника n > 1 мин^-1, расчет по статической грузоподъемности - при n ≤ 1 мин^-1. Если n=1…10 мин^-1, то в расчете следует принять n = 10 мин^-1.

Для учета реальных условий работы подшипника радиальную и осевую силу F_r и F_a заменяют эквивалентной динамической нагрузкой P.

Эквивалентная динамическая нагрузка – это постоянная нагрузка, которая при приложении ее к подшипнику с вращающимся внутренним и неподвижным наружным кольцами обеспечивает такую же долговечность, какую подшипник имеет при действительных условиях нагружения.

Для определения эквивалентной динамической нагрузки используют зависимость

P = K _б K _t (XVF_r + YF_a),

где F_r и F_a - радиальная и осевая нагрузки, действующие на подшипник;

X – коэффициент радиальной нагрузки; Y – коэффициент осевой нагрузки;

 Коэффициенты X и Y зависят от типа подшипника и ха-рактера его нагружения.

K _б – коэффициент безопасности;

K _t – температурный коэффициент;

V – коэффициент вращения; V = 1 при вращении внутреннего кольца относительно направления нагрузки и V = 1.2 при вращении наружного кольца, для сферических подшипников в любом случае V = 1.

m = 3 для шарикоподшипников

m = 3,33 для роликоподшипников

 

Базовый расчетный ресурс подшипника в часах

формула справедлива лишь при выполнении условия P ≤ 0,5 C.

При P > 0,5 C контактные напряжения превышают допускаемые значения

       Расчетное значение ресурса должно превышать требуемый ресурс, который зависит от типа машины и условий эксплуатации.

Согласно ГОСТ Р50891-96, для подшипников зубчатых редукторов должно выполняться условие L _{10 h} ≥ 12500 ч,

Учет режима работы машины, уровня надежности ≠ 90%,

 качества металла и условий эксплуатации на долговечность подшипника

L_h = L _{10 h} a ₁ a ₂₃ / μ_h,

где μ_h – коэффициент режима нагружения; a ₁ – коэффициент надежности;

  a ₂₃ – учитывает влияние качества металла и условий эксплуатации

Уровень надежности %	80	85	90	95	98	99
a 1	2	1,5	1	0,62	0,23	0,21

Тип подшипника	a 23 для условий
	Обычные	Отсутствие перекосов и наличие смазки	То же при деталях из качественной стали
Шарикоподшипники (кроме сферических)	0,7...0,8	1,0	1,2...1,4
Шарикоподшипники сферические двухрядные	0,5...0,6	0,8	1,0...1,2
Подшипники с короткими цилиндрическими роликами	0,5...0,6	0,8	1,0...1,2
Роликоподшипники конические	0,6...0,7	0,9	1,1...1,3
Роликоподшипники сферические двухрядные	0,3...0,4	0,6	0,8...1,0

 

Режим нагружения	Коэффициент режима нагружения - μh
	Шарикоподшипники	Роликоподшипники
Постоянный Тяжелый Средний равновероятный Средний нормальный Легкий Особо легкий	1 0,5 0,25 0,18 0,125 0,063	1 0,47 0,23 0,16 0,112 0,056

Расчетное значение ресурса должно превышать требуемый ресурс, который зависит от типа машины и условий эксплуатации.

Согласно ГОСТ Р50891-96, для подшипников зубчатых редукторов должно выполняться условие L _{10 h} ≥ 12500 ч,