Оценка долговечности подшипника

Определение. Номинальной долговечностью подшипника вагонной буксы называется срок его службы, выраженной либо в оборотах колеса, либо в километрах пробега вагона, в течение которых не менее 90% из данной группы идентичных подшипников отрабатывают без признаков усталости металла.

Под характерными признаками усталости металла обычно понимается его выкрашивание на рабочих поверхностях, появление рифления, шелушения, раковин, глубоких рисок, отслоения и т.п. дефектов.

Для роликовых подшипников долговечность в миллионах оборотов при 90 % надежности обозначается L₁₀ и определяется величиной эквивалентной нагрузки Р и динамической грузоподъемности С. При этом она должна удовлетворять соотношению

(7.7)

Для шариковых подшипников

(7.8)

Базовая динамическая грузоподъемность определяется в зависимости от типа подшипника по специальным категориям. См. каталог: «Подшипники качения и свободные детали». – Каталог-справочник /АО ВНИИ ТЕМП. –М.: ИФК Каталог ч.1.1997. – 122 с., ч.2. 1997, –104 с.; ч.3. 1998. –104 с.

Эквивалентная нагрузка в (7.6), (7.7) определяется по формулам (7.2) – (7.5).

В километрах пробега вагона долговечность подшипника пересчитывается по формулам

,

где – диаметр по кругу катания среднеизношенного колеса (при номинальном D_k = 0,95 м = 0,9 м). В соответствии с действующими нормативами долговечность роликовых подшипников должна составлять не менее 3 млн. км. для пассажирских вагонов и 1,5 млн. км. для грузовых.

При необходимости обеспечения надежности работы подшипника более 90% выбираются подшипники повышенного класса точности. При этом надежность подшипника L_n определяется равенством

где коэффициенты и берутся из таблиц 1 и 2

Таблица 1

Надежность %	90	95	96	97	98	99
а1	1	0,62	0,53	0,44	0,33	0,21

Таблица 2

Тип подшипника	обычный	УГД сталь обычная	УГД сталь ЭШП, ВДП
Шарикоподшипник (кроме сферического)	0,7…0,8	1,0	1,2…1,4
Роликоподшипник цилиндрический	0,5…0,6	0,8	1,0…1,2

В таблице УГД – упругая гидродинамическая пленка между контактирующими поверхностями, обеспечивающая отсутствие контакта между микронеровностями. ЭШП и ВДП – соответственно сталь электрошлакового переплава и вакуумно-дугового переплава.

Обеспечение необходимой динамической грузоподъемности подшипника буксы

При расчетной оценке работоспособности подшипника рассматриваются две взаимосвязанные задачи:

1. Проверка долговечности данного типа (серии и размеров) подшипника;

2. Выбор подшипника по заданной долговечности.

В первом случае используются вышеприведенные формулы. Во втором случае используются формулы для динамической грузоподъемности С, описанные ниже.

Для радиальных роликовых подшипников

(7.9)

где – коэффициент, учитывающий свойства стали по справочнику (прилож.3, таб. 6):

Перель Л.Я., Филатов А.А. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник, – М.: «Машиностроение», 1992 г, 543 с.;

– коэффициент, учитывающий геометрию детали [3, прилож.7];

– число рядов тел качения (шариков, роликов);

– угол контакта подшипника;

Z – число тел качения в однорядном и одном ряду многорядного подшипника.

Для радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников

при D_w 25,4 мм (7.10)

при D_w 25,4 мм (7.11)

В формулах (7.10), (7.11)

– коэффициент по таблице 1 детали [3];

– коэффициент по таблице 2 [3].