Расчет подшипников качения

Современный расчет подшипников проводят в двух вариантах:

1) расчет на ресурс (долговечность);

2) расчет на статическую грузоподъемность.

Выбор подшипников по долговечности (ресурсу) проводится по динамической грузоподъемности C. Такой расчет выполняют при частоте вращения колец подшипника . Если частота вращения колец в расчет принимают .

Динамическая грузоподъемность C – это постоянная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение 1 млн. оборотов без проявления признаков усталости не менее 90% из определенного числа подшипников, подвергающихся испытаниях.

Между долговечностью подшипника L и динамической грузоподъемностью C_r существует эмпирическая зависимость

,

где L – долговечность подшипника в млн. оборотов;

a₁ – коэффициент надежности;

a₂₃ – коэффициент, учитывающий условие эксплуатации и качество материала,

C_r – динамическая грузоподъемность подшипника;

F_E – эквивалентная нагрузка действующая на подшипник;

p – показатель степени, который равен для p =3 для шариковых подшипников, p =10/3 для роликовых подшипников.

Долговечность подшипника в часах

.

Условие выбора подшипника

Эквивалентная динамическая нагрузка F_E для радиальных и радиально-упорных подшипников есть такая постоянная радиальная нагрузка F_r, которая при приложении ее к подшипнику с вращающимся внутренним кольцом и с неподвижным наружным кольцом обеспечивает такую же долговечность, которую подшипник имеет при действительных условиях нагружения и вращения

,

где X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузки;

V – коэффициент вращения, зависящий от того какое кольцо подшипника вращается, V =1 – если вращается внутреннее кольцо, V =1,2 – если вращается наружное кольцо;

F_r – радиальная нагрузка, действующая на подшипник;

F_a – радиальная нагрузка, действующая на подшипник;

K_Б – коэффициент безопасности;

K_Т – температурный коэффициент.

Проверка подшипников по статической грузоподъемности.

Такая проверка осуществляется при частотах вращения колец .

Условие проверки

,

где F₀ – эквивалентная статическая нагрузка;

C ₀ – статическая грузоподъемность подшипника.

Под статической грузоподъемностью понимают такую статическую нагрузку, которой соответствует общая деформация тел качения в наиболее нагруженной точке контакта, равная 0,0001 диаметра тела качения.

Материалы

Тела качения и кольца изготавливают из прочных шарикоподшипниковых и хромистых сталей ШХ9 и ШХ15 и др. с термообработкой – цементация с последующим шлифованием. Твердость тел качения и колец HRC61-66.

Смазывание

Смазка уменьшает трение и шум, отводит тепло, защищает подшипник от коррозии, заполняет зазоры в уплотнениях, обеспечивая герметизация подшипникового узла. Для смазки подшипников применяются жидкие, пластичные (консистентные) и твердые материалы.

Жидкие смазочные материалы имеют следующие в преимущества перед пластичными смазками:

лучше проникают к поверхности трения и поэтому обеспечивают более надежное смазывание.