Главная

Расчетный ресурс подшипников качения

Расчетным показателем долговечности подшипника служит базовый ресурс L₁₀, соответствующий 90%-й надежности. Имеется в виду, что используют обычные материалы, технологию производства и условия эксплуатации.

Однако во многих случаях желательно вычислить ресурс для более высоких уровней надежности или с учетом специальных свойств подшипников и условий эксплуатации. В таких случаях выполняют расчет скорректированного ресурса.

Базовый расчетный ресурс L₁₀ в миллионах оборотов определяют при 90%-ной надежности (отсюда в обозначении индекс 10=100-90):

L₁₀ = (C/P)^k

где С - базовая динамическая грузоподъемность подшипника (радиальная С_r или осевая С_а), Н; Р - эквивалентная динамическая нагрузка (радиальная Р_r или осевая Р_а). Н; k - показатель степени, равный в соответствии с результатами экспериментов: k=3 для шариковых и k=10/3 для роликовых подшипников.

Формула расчета ресурса справедлива, если Р_r (или Р_а), а при переменных нагрузках Р_r max (или Р_а mах), не превышает 0,5С_r (или 0,5С_а). Применимость формулы ограничена также частотами вращения от 10 об/мин до предельных по каталогу.

По приведенной формуле вычисляют базовый расчетный ресурс L₁₀ для подшипников, изготовленных из обычных подшипниковых сталей и эксплуатируемы при нормальных условиях (правильной установке подшипника, правильно выбранном способе смазывания, защите от проникания инородных тел и др.).

При отличии свойств материала или условий эксплуатации от обычных, а также при повышенных требованиях к надежности определяют скорректированный расчетный ресурс L_sa в миллионах оборотов:

L_sa = a₁ а₂ а₃ L₁₀, (23)

где а₁ - коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от надежности (табл. 68); a₂ - коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от особых свойств подшипника; а₃ – коэффициент корректирующий ресурс в зависимости условий работы подшипника.

Скорректированный расчетный pecурс подшипника в часах

L_sah=10⁶L_sa/(60n)

где n - частота вращения кольца, об/мин.

Расчет подшипников качения  при повышенной вероятности безотказной работы выполняют для ответственных узлов при необходимой надежности 91-99%. Вместо индекса s в обозначении ресурса записывают значение  разности (100 - P_t),  где P_t - надежность при определении ресурса. Так при 90%-ной надежности – L_10a (L_10ah), при 97%-ной – L_3a(L_3ah).

68. Значения коэффициента а₁

Надежность Рt, %	90	95	96	97	98	99
Обозначение ресурса	L10a	L5a	L4a	L3a	L2a	L1a
Значения коэффициента a1	1	0,62	0,53	0,44	0,33	0,21

Подшипник приобретает особые свойства, что выражается в изменении ресурса, вследствие применения специальных материалов (например, сталей с особенно низким содержанием неметаллических включений) или специальных процессов производства, или специальной конструкции. Значения коэффициента a₂ устанавливает изготовитель подшипников.

Эксплуатационные условия, которые дополнительно учитывают с помощью коэффициента a₃, - это соответствие вязкости смазочного материала требуемому значению (с учетом частоты вращения и температуры), наличие в смазочном материале инородных частиц, а также условий, вызывающих изменение свойств материала деталей подшипника (например, высокая температура вызывает снижение твердости).

Вычисление базового ресурса основано на том, что толщина масляной пленки в донах контакта тело качения - дорожка качения равна или немного больше суммарной шероховатости поверхностей контакта. При этом а₃=1.

Рекомендации по значению коэффициента а₃ для других условий дает изготовитель подшипников.

При выборе типоразмера подшипников и расчете скорректированного ресурса для конкретных условий эксплуатации предполагают, что подшипники соответствуют необходимому классу точности и обеспечены требуемые прочность и жесткость валов и корпусов.

Применение в формуле расчета скорректированного ресурса значений a₂>1 и а₃>1 должно быть строго обосновано.

---

email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Теоретическая механика Сопротивление материалов

Прикладная механика Строительная механика Теория машин и механизмов

00:00:00