Подшипники качения. Выбор типа подшипников. Выбор схемы расположения подшипников. Расчёт подшипников качения. Конструирование подшипниковых узлов, страница 3

      Паспортная (табличная) динамическая грузоподъёмность С – это такая постоянная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение 1 млн. оборотов без появления признаков усталости не менее чем у 90% из группы идентичных подшипников (т. е. вероятность неразрушения Р = 0,9). Поскольку паспортная грузоподъёмность обычно выше потребной, недолговечных подшипников не 10%, а 3...5%. Остальные подшипники в соответствии с кривой выносливости будут иметь ресурс, превышающий расчётный. Потребная динамическая грузоподъёмность

,                                                         (4)

где Р – приведенная нагрузка; р – показатель степени кривой выносливости; принимают р = 3 – для шариковых и р = 3,33 – для роликовых подшипников при вероятности безотказной работы Р = 0,9; а – коэффициент надёжности; выбирают по ГОСТ 18875 и по табл. 3 в зависимости от вероятности неразрушения.

       Таблица 3. Значения коэффициента надёжности

В каталогах (прил. А и др.) значения С  указаны  с вероятностью Р = 0,9, поэтому принятие в расчётах a = 1 является обоснованным.

     Приведенная нагрузка есть такая условная постоянная радиальная нагрузка, которая при приложении её к подшипнику с вращающимся внутренним и неподвижным наружным кольцами обеспечивает такую же долговечность, как и при действительных условиях нагружения и вращения.

,                                                          (5)

где X и Y– коэффициенты соответственно радиальной и осевой нагрузок [11]; V – кинематический коэффициент; при вращении наружного кольца V = 1,2; при вращении внутреннего кольца, а также для шариковых сферических подшипников и упорных подшипников V = 1; К_б– коэффициент безопасности [11]; К_т – температурный коэффициент, вводимый при t > 100 °С.

Радиальные нагрузки на подшипники определяют как результирующие реакции опор [6]:

                                                        (6)

Расчётную долговечность L_h, следует принимать по ГОСТ 16162: для зубчатых редукторов не менее 5000 ч., для червячных – 10000 ч. Ресурс подшипников L_h принимают либо кратным ресурсу привода t_S (см. разд. 11 в [6]), либо равным ему.

Подшипники для переменных режимов работы подбирают по эквивалентной нагрузке Р_эи эквивалентной динамической грузоподъёмности. Стандартные классы нагрузки определяются величинами К_НЕ = 1; 0,8; 0,63 и т. д. (табл. 5 в [6]), поэтому при переменной нагрузке Р_э = 0,8Р; Р_э = 0,63Р и т. д. По диаметру шейки вала dи потребной динамической грузоподъёмности С_п подбирают подшипник соответствующей серии при выполнении условия

С > С_п,                                                           ( 7)

где С – динамическая грузоподъёмность по каталогу, кН.

Подшипники в симметричных конструкциях (рис. 1, а – г) рассчитывают по более нагруженной опоре (по бóльшим Р_э и С_п) и принимают обе опоры одинаковыми. Долговечность более нагруженной опоры определяют из формулы (4):

.                                                     (8)

Расчёт на предотвращение пластических деформаций ведут при п < 1 об/мин, в том числе при отсутствии вращения колец  подшипника друг относительно друга. Расчётным параметром является статическая грузоподъёмность.

Под статической грузоподъёмностью С₀  понимают такую радиальную нагрузку, которой соответствует общая остаточная деформация тел качения и колец в наиболее нагруженной зоне контакта, равная 0,0001 диаметра тела качения (0,0001 d_w). При выборе подшипника должно выполняться условие

,                                                         (9)

где F₀ – приведенная статическая нагрузка; она определяется как бóльшая из результатов расчёта по формулам:

                                                 (10)

где Х₀ и Y₀– коэффициенты радиальной и осевой статических нагрузок соответственно; например, для радиальных однорядных шарикоподшипников Х₀ = 0,6; Y₀= 0,5 [11].