ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ И РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ

Статическая грузоподъемность подшипников. Подшипники ряда машин периодически подвергаются действию нагрузок при отсутствии вращения.

Статическая грузоподъемность (допустимая нагрузка) невращающегося подшипника назначается из условия, что остаточная деформация тел качения и колец под этой нагрузкой не превысит допустимую (здесь — диаметр тела качения).

Значения статической грузоподъемности для подшипников различных типов и серий даны в каталогах [4].

Если подшипник нагружен одновременно радиальной и осевой силами, то эквивалентная статическая нагрузка для радиальных и радиально-упорных шариковых и роликовых подшипников принимается большей из расчета по следующим формулам:

3. Значения коэффициентов X, и У,

(см. скан)

где — коэффициенты радиальной и осевой статических нагрузок (табл. 3).

Выбранный подшипник по статической грузоподъемности должен удовлетворять условию

где — статическая грузоподъемность подшипника. Подшипники, работающие с частотой вращения и рассчитанные на сравнительно небольшой ресурс, необходимо также проверять на статическую грузоподъемность, так как допустимая нагрузка, определенная из условия долговечности, для малого ресурса может оказаться больше статической грузоподъемности подшипника.

Для упорных и упорно-радиальных подшипников эквивалентная статическая нагрузка принимается большей из расчета по следующим формулам:

Выбранный подшипник должен удовлетворять условию

Динамическая грузоподъемность подшипников. Усталостное выкрашивание поверхностей качения является типичным отказом подшипников в работе.

Расчет подшипников основан на известном уравнении кривой усталости

где — переменное напряжение цикла; — число циклов изменения этих напряжений до разрушения детали (образца); и — постоянные величины, зависящие от свойств материала и состояния поверхности детали.

Так как контактные напряжения в подшипниках нелинейно связаны с действующей нагрузкой

то расчет удобнее вести по действующей на подшипник нагрузке,

В этом соотношении А — коэффициент, зависящий от радиуса кривизны соприкасающихся тел, распределения нагрузки между телами качения, коэффициента Пуассона и модуля упругости материала деталей подшипника; — знаменатель показателя степени — для шарикоподшипников; — для роликоподшипников).

4. Значения коэффициента качества

(см. скан)

Так как число циклов нагружения (неодинаковое для точек тел качения и дорожек качения) зависит от числа оборотов за время работы подшипника

то, подставляя последние соотношения в уравнение (13), получим

где В — коэффициент, зависящий от числа тел качения, среднего диаметра подшипника, диаметра тел качения и угла контакта; — долговечность, млн. оборотов.

Обозначая найдем

где С — динамическая грузоподъемность, Н; — показатель степени, на основании экспериментальных данных: при начальном точечном контакте (для шарикоподшипников); при начальном линейном контакте (для роликоподшипников); — долговечность, ; Р — Динамическая эквивалентная нагрузка, Н; — частота вращения подшипника,

По физическому смыслу динамическая грузоподъемность С эквивалентна радиальной нагрузке, которую подшипник может выдержать в течение базового числа оборотов .

На основании экспериментальных исследований установлены зависимости для динамической грузоподъемности подшипников, аналогичные по структуре соотношениям для статической узоподъемиости.

Значение динамической грузоподъемности для подшипников различных типов и серий нулевого класса точности приведены каталогах и справочниках по подшипникам [4].

Для подшипников, изготовляемых по более высокому классу точности, чем нулевой, из стали повышенной чистоты с бомбинированиыми роликами, динамическая грузоподъемность принимается по справочнику-каталогу, но с учетом коэффициента качества (табл. 4), е.

где С — динамическая грузоподъемность используемого подшипника; Скат — динамическая грузоподъемность подшипника по справочнику-каталогу; Ккач — коэффициент качества.

Если в указанном справочнике-каталоге не приведен используемый подшипник или не приведена его динамическая грузоподъемность, то она определяется по зависимостям, установленным на основании результатов экспериментальных исследований подшипников различных типов [4].

Если подшипниковый узел содержит несколько одинаковых подшипников, подобранны так, что нагрузка между ними распределяется равномерно, то общую динамическую грузоподъемность подшипникового узла Ст. определяют по формуле

где I — число одинаковых подшипников в опоре, С — динамическая грузоподъемность подшипника.

Для расчета потребной динамической грузоподъемности необходимо знать эквивалентную нагрузку на подшипник.