Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей. Перекатывание тел качения по кольцам связано с образованием в поверхностных слоях контактирующих тел знакопеременных напряжений, которые после определенного числа циклов нагружений приводят к образованию начинающихся от поверхности микротрещин. Последние расклиниваются проникающим в них смазочным материалом, что приводит к выкрашиванию.
Усталостное выкрашивание является основным видом выхода из строя подшипников работающих при значительных нагрузках в условии хорошей изоляции от загрязнений.
К другим видам разрушения подшипников относятся:
– пластические деформации на дорожках качения (вмятины), возникают в следствии действия ударных нагрузок или больших статических нагрузок без вращения.
– задиры рабочих поверхностей, возникают при недостаточном смазывании или слишком малых зазорах из-за неправильного момента.
– абразивный износ и раскалывание колец.
Основными критериями работоспособности подшипников качения является долговечность по усталостному выкрашиванию и статическая грузоподъемность по пластическим деформациям.
Расчет на долговечность выполняют для подшипников, вращающихся с угловой скоростью ω≥0,1 рад/с, при меньшей угловой скорости подшипники рассчитывают на статическую грузоподъемность.
Выбор типа подшипника зависит от его назначения, направления и величины нагрузки, угловой скорости, режима работы, стоимости подшипника и особенностей монтажа. При выборе типа подшипника рекомендуется вначале рассмотреть возможность применения радиальных однорядных шарикоподшипников, как наиболее дешевых и простых в эксплуатации.
Выбор других типов должен быть обоснован.
Для малых нагрузок и больших скоростей вращения принимают шариковые однорядные подшипники легких серий. Для подшипников более тяжелых серий допускаемая угловая скорость меньше.
При одновременном действии радиальной и осевой нагрузок выясняют, достаточно ли одного подшипника или необходимо, что бы каждая нагрузка воспринималась отдельным подшипником.
При ударных и переменных нагрузках предпочтительны двухрядные роликовые подшипники и подшипники с витыми роликами.
Следует иметь в виду, что шариковые подшипники менее требовательны к смазке, чем роликовые.
Расчет на долговечность (подбор подшипников).
ПЛАКАТ 10
На основе данных экспериментальных работ установлена зависимость между ресурсом – суммарным числом миллионов оборотов и эквивалентной нагрузкой
где р = 3 для шарикоподшипников
p = 10/3 для роликоподшипников.
Cr -динамическая грузоподъемность: это постоянная радиальная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течении 1-го миллиона оборотов при вероятности безотказной работы 90%.
a1 – коэффициент надежности.
| надежность | 0,9 | 0,95 | 0,99 |
| a1 | 0,62 | 0,21 |
а23 –коэффициент условий работы и качества металла.
а23 = 0,3…1,4.
Для надежности 0,9 отсутствие перекосов и наличие масляной пленки а1а23 =1
Пригодность подшипника определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности Cr.расч . с базовой Cr или расчетной долговечности Lh.расч. (в часах) с требуемой Lh., по условиям:
Cr.расч ≤ Cr или Lh расч ≥ Lh
где, n - частота вращения об/мин (мин-1);
Pr – эквивалентная нагрузка;
Lh ≥ 5000 час для червячных редукторов;
Lh ≥ 10000 час для зубчатых редукторов;
Lh ≈ сроку службы привода.
Расчет по динамической грузоподъемности удобнее тем, что в случаях:
ПЛАКАТ 11
Cr.расч > Cr или Cr.расч << Cr.
переходом в более тяжелую или легкую серию или изменением диаметра по каталогу сразу можно выбрать подшипник.
Подшипники воспринимающие нагрузку в неподвижном состоянии или при ω < 0,1 рад/с подбирают по статической грузоподъемности С0 и эквивалентной статистической нагрузке Р0 по условию:
Р0 ≤ С0
где Р0 большее значение из 2-х формул:
Р0=Х0·Fr+Y0·Fa
P0=Fr
X0, Y0 – коэффициенты радиальной и осевой статической нагрузки - табличные значения.