ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ, КИНЕМАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ В ПОДШИПНИКАХ КАЧЕНИЯ
Диаметры дорожек качения колец радиально-упорных шарикоподшипников определяют по формулам (рис. 3)
где
— диаметры дорожек качения соответственно внутреннего и наружного колец,
— диаметр тел качения;
— номинальные углы контакта тел качения соответственно с внутренним и наружным кольцами.
Диаметры дорожек качения колец радиальных шариковых и роликовых подшипников определяют по формулам (1) и (2), приняв
Для обычных стандартных подшипников, приведенных в каталогах и используемых в общем машиностроении, диаметр шариков определяют по формуле
где
— соответственно наружный и внутренний диаметры подшипника.
Для ответственных опор повышенной грузоподъемности и долговечности применяют подшипники, в которых диаметр шариков определяют по формуле
Частота вращения сепаратора при
(рис. 4)
где
— частоты вращения соответственно внутреннего и наружного
Рис. 3. Контактные напряжения в подшипнике
колец подшипника. При вращении колец в разные стороны частота вращения наружного кольца в формуле (5) принимается со знаком минус, а при вращении колец в одну сторону — со знаком плюс.
Частота вращения тел качения вокруг своей оси
Если вектор иагрузки вращается с частотой
то частота вращения кольца подшипника относительно вектора нагрузки будет:
для внутреннего кольца
для наружного кольца
При вращении тел качения вокруг оси подшипника на каждый из них действует центробежная сила, нагружающая дополнительно дорожку качения наружного кольца:
где
— сила тяжести тела качения, Н;
— угловая скорость сепаратора.
В расчетах подшипников, вращающихся с высокой частотой, необходимо учитывать центробежные силы тел качення.
Из формулы (5) следует, что при вращении колец подшипника в одну сторону угловая скорость сепаратора значительно выше, чем при вращении колец в разные стороны Следовательно, в подшипниках с противоположным вращением колец центробежные силы тел качения будут значительно ниже по сравнению с центробежными силами, возникающими при вращении колец в одну сторону.
Из формулы (6) следует, что при вращении колец подшипника в противоположные стороны высокую частоту вращения вокруг своей оси имеют тела качения В связи с этим при вращении колец роликоподшипников в противоположные стороны ролики должны быть изготовлены и отбалансированы с высокой точностью.
Рис. 4. План скоростей деталей подшипника
Если приходящаяся на наиболее нагруженное тело качения внешняя нагрузка меньше центробежной силы тела качения, то в этом случае целесообразно для повышения долговечности подшипника диаметр тела качения уменьшить до оптимального размера [2]. Если приходящаяся на наиболее нагруженное тело качения нагрузка выше его центробежной силы, то диаметр тел качения целесообразно определять по формуле (4).