Подшипники качения: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине "Детали машин", страница 3

         Упорные шариковые и роликовые подшипники служат для восприятия только осевой нагрузки: однорядные - одностороннего действия, двухрядные - двухстороннего действия. Упорные шарикоподшипники при больших частотах вращения работают неудовлетворительно вследствие неблагоприятного влияния центробежных сил, действующих на тела качения. Они весьма чувствительны к несооосности и относительному перекосу осей вращающегося и неподвижного колец.

    Основными причинами потери работоспособности подшипников качения являются:

              1) Усталостное выкрашивание тел качения и беговых дорожек колец;

              2) Абразивный износ вследствие плохой защиты подшипника от попадания пыли и грязи;

              3) Пластические деформации на дорожках качения из-за ударных нагрузок;

              4) Разрушение сепараторов от действия центробежных сил инерции и истирания;

              5) Раскалывание колец и тел качения из-за перекосов при монтаже или при больших динамических нагрузках.

         В связи с тем, что перечисленные факторы не поддаются точному учету, расчет подшипников качения производится на долговечность по динамической (при n › 10 об/мин) и статической нагрузке ( при n ≤ 1 об/мин).

         Динамическая грузоподъемность подшипников устанавливается из условия контактной выносливости таким образом, чтобы 90% испытуемых подшипников выдержали при этой нагрузке не менее миллиона оборотов. Критерием для выбора подшипника служит неравенство:

С_тр ≤ С, где

С_тр - требуемая величина динамической грузоподъемности подшипника;

С - табличное значение динамической грузоподъемности.

         Требуемая величина динамической грузоподъемности подшипника определяется по одной из формул:

                                   С_тр=P(L)^1/p;  или С_тр=Р(60nL_h/10⁶)^1/p, где

Р – эквивалентная динамическая нагрузка подшипника;

L – долговечность подшипника в миллионах оборотов;

L_h – долговечность подшипника в часах;

р – коэффициент, зависящий от формы кривой контактной усталости:

              для шарикоподшипников р=3;

              для роликоподшипников р=10/3;

n – частота вращения кольца вала.

         При постоянной частоте вращения между L и L_h существует простая зависимость:

                                     L=(С/Р)^р ;        или      L_h=10⁶/60n*(С/Р)^р=10⁶ L/60n;

                                      L=60n/ 10⁶* L_h    или L_h=10⁶/60n*(С/Р)^р.

         Эквивалентная динамическая нагрузка Р для радиальных и радиально-упорных подшипников (кроме роликовых радиальных) определяется по формуле:

P=(x*V*F_r+У*F_a)*K_б*K_t , где

F_r , F_a – радиальная и осевая нагрузка на подшипнике;

Х, У – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок;

V – кинематический коэффициент (коэффициент вращения) (Если вращается внутреннее кольцо V=1,0, если вращается наружное кольцо, V=1,2); [По новому ГОСТ, в соответствие с ISO, коэффициент вращения принимается равным V=1,0 для всех случаев]

K_б – коэффициент безопасности (динамичности);

K_t – температурный коэффициент.

         Значение коэффициента безопасности K_б выбирается по таблице в зависимости от характера нагрузки на подшипник. Для зубчатых передач 7^ой и 8^ой степеней точности для всех редукторов:

K_б= 1,3¸1,5.

         Температурный коэффициент выбирается в зависимости от рабочей температуры подшипника:

         Значения коэффициентов Х и У определяются в зависимости от отношения осевой нагрузки F_a к статической грузоподъемности подшипника С₀ с учетом угла контакта a⁰ параметра е, который берется из таблицы, либо определяется по графику е=¦(R/C₀) при углах контакта от 12⁰ до 18⁰ , где

С₀ – статическая грузоподъемность, статическая радиальная нагрузка, от действия которой возникает общая остаточная деформация тел качения и колец, не превышающая 0,0001 диаметр тела качения. С₀ выбирается по таблицам для каждого типа размера подшипника.

         При отношении F_a/VF_r <e для радиальных и радиально-упорных подшипников Х=1, а У выбирается в зависимости от е.

         При F_a/VF_r >е, величина Х зависит от угла контакта a, а У от F_a/С₀