Подбор подшипников качения

Основным видом повреждения считают выкрашивание дорожек качения и тел качения подшипников под действием больших статических или кратковременных динамических нагрузок, образования вмятин, лунок, вызывающих при вращении кольца усиленный износ и разрушение сепаратора.

При частоте вращения n ≤ 1об/мин подшипники выбирают по статической грузоподъёмности С₀, указанной в каталоге подшипников качения.

Статической грузоподъёмностью радиальных и радиально-упорных (упорных и упорно-радиальных) подшипников называют такую радиальную (осевую) нагрузку, которая вызывает общую остаточную деформацию тел качения и дорожки качения, равную 0,0001 диаметра тела качения.

Подшипники в данном случае, выбирают так, чтобы его эквивалентная нагрузка, определяемая как бóльшая из двух величин:

(42)

не превышала допускаемой статической грузоподъёмности С₀, установленного для принимаемого по каталогу подшипника, т.е.

F_сэ ≤ С₀, (43)

где X₀ и Y₀ – коэффициенты соответственно радиальной F_r и осевой F_a нагрузок (X₀ = 0,5; Y₀ = 0,22ctgα, α – начальный угол контакта, указан в каталоге).

При частоте вращения кольца подшипника n > 1об/мин его выбирают по динамической грузоподъёмности по условию

С_р ≤ С, (44)

где С_р – требуемая (расчётная) величина динамической грузоподъёмности;

С – динамическая грузоподъёмность выбранного подшипника, указанная в таблице каталога.

Динамической грузоподъёмностью радиальных и радиально-упорных подшипников называют такую радиальную нагрузку F_r, которую с 90%-ной вероятностью может выдержать подшипник без повреждений в течении одного миллиона оборотов внутреннего кольца.

Динамической грузоподъёмностью упорных и упорно-радиальных подшипников называют такую осевую нагрузку F_а, которую с 90%-ной вероятностью может выдержать подшипник без повреждений в течение одного миллиона оборотов

Динамическая грузоподъёмность зависит от типа и размера подшипника, направления и характера приложения действующей нагрузки, от температурного режима и других условий работы подшипника; она ограничивается появлением признаков усталостного разрушения рабочих поверхностей тел и дорожек качения, т.е. долговечностью подшипника. Номинальной или расчётной долговечностью называют срок службы подшипника, в течение которого не менее 90% идентичных подшипников из данной группы должны проработать без появления признаков усталостного разрушения. Долговечность выражается в миллионах оборотах L или в часах L_h.

Связь между L и L_h выражается зависимостью

, (45)

где n – частота вращения кольца подшипника, об/мин.

На долговечность подшипников влияют условия их нагружения и работы. Радиальные и радиально-упорные подшипники часто подвергаются одновременному действию радиальных F_r и осевых F_a нагрузок, которые на долговечность подшипников оказывают неравноценное влияние. Подшипники, у которых наружное кольцо неподвижно, а внутреннее – вращается, имеют более высокую долговечность, так как уменьшается число циклов нагружения неподвижного кольца. Долговечность подшипников снижается при действии переменных и ударных нагрузок, а также с повышением рабочей температуры подшипниковых узлов свыше 125º С.

Поэтому подшипники подбирают не по действительной нагрузке, а по эквивалентной F_э, которая, будучи приложена к радиальному или радиально-упорному подшипнику, обеспечит требуемую долговечность подшипника с учётом действительных условий работы.

Требуемую величину динамической грузоподъёмности определяют по одной из формул, полученных на основании большого количества опытов,

, (46)

где q – показатель степени, зависящий от формы кривой контактной усталости, равный 3 – для шариковых и 10/3 – для роликовых подшипников.

Эквивалентную нагрузку для радиальных и радиально-упорных подшипников определяют по формуле

, (47)

для упорных подшипников – по формуле

. (48)

В формулах (47) и (48):

X, Y – коэффициенты соответственно радиальной и осевой нагрузок. определяемые по таблице 3;

V – коэффициент вращения, принимаемый для радиальных однорядных, радиально-упорных и упорно-радиальных подшипников при вращении внутреннего кольца равным 1; при вращении наружного кольца V = 1,2;

k_б – коэффициент безопасности, учитывающий динамику работы и степень опасности разрушения (для редукторов всех конструкций принимается равным 1,3…1,5;

k_T – температурный коэффициент, равный 1 при температуре подшипника до 125º С.