4.5 Примеры расчета долговечности подшипников

Для примера определим расчетную долговечность для трех видов подшипников при исходных данных: n₁= 750 об./мин.; F_r=4000H; Fa=2000H; умеренные толчки на подшипник; вероятность безотказной работы 95%; вид условия эксплуатации 2. Определим расчетную долговечность различных видов измеренных подшипников, занесенных в таблицу 2 отчета: однорядного роликового – 2307, упорного шарикового – 8106 и радиально-упорного шарикового – 36208.

Расчет выполняется для одинаковых условий нагруженности и эксплуатации:

Решение. Согласно примечанию к таблице 2 назначим для подшипника 2307 вращающееся кольцо наружное, следовательно, V = 1,2, а для подшипника 36208 – внутренее, следовательно, V = 1. Для подшипника 8106 V всегда равно 1. Коэффициент безопасности Кб зависит от вида нагружения. При умеренных толчках согласно таблицы 4.1.2. Кб = 1,3…1,5, примем Кб= 1,4. Температурный коэффициент К_т принимаем равным 1. При 95% вероятности безотказной работы согласно таблице 4.3.1 а₁ = 0,62. При виде эксплуатации 2 согласно таблицы 4.3.2 для шариковых подшипников, кроме сферических, a₂₃ = 1, для роликовых радиальных а₂₃ = 0,8. Полученные данные расчетов подшипников заносим в таблицу 3 (стр. 19).

Подшипник 2307. Этот подшипник может воспринимать только радиальную нагрузку, следовательно, Fa принимаем равной 0. Из таблицы 2 отчета имеем динамическую грузоподъемность (которую установили раньше из [3. таблица 6]) С =64400Н. Для подшипников этого типа эквивалентная нагрузка определяется по зависимости (10) [3.с.8]:

Р = V Fr Kб К_т = 1,2·4000·1,4·1 = 6720Н

Долговечность L_h подшипника:

Долговечность :

= 0,62· 0,8·41400 = 20530ч.

Подшипник 8106. Этот подшипник воспринимает только осевую нагрузку, следовательно, F_r = 0. Из таблицы 1 отчета имеем С = 16800Н. Для подшипников этого типа эквивалентная нагрузка определяется по зависимости (26) [3. с.11]

Р = Fr Kб К_т = 2000·1,4·1 = 2800Н.

Долговечность L_h подшипника:

Долговечность получилась недостаточной. Пересчитаем нагрузки, чтобы получить долговечность больше 10 тыс. часов.

; Р = ; Fa = .

Примем Fa = 1400Н. Тогда

Долговечность :

= 0,65· 1·14000 = 9100ч.

Подшипник 36208*. Из таблицы 1 отчета имеем С = 38900Н и С₀ = 23200Н. Угол контакта β = 12^о. Для подшипников этого типа эквивалентная нагрузка определяется по зависимостям (13) или (14) [3. С.8]. По какой из этих зависимостей проводить расчет зависит от е (коэффициент соотношения осевой и радиальной нагрузки) и величина . Коэффициент е определяется в зависимости [3. таблица «Б», с.10]. В нашем случае и, значит, е = 0,41 и Y = 1,34. Так как , что > е и, следовательно, расчет ведем по формуле

Р = (0,46VFr + YFa)KбКт = (0,46·1·4000+1,34·2000)·1,4·1=6270Н.

Если бы получилось меньше е, то вид формулы был бы Р = V Fr Kб К_т.

Долговечность L_h подшипника:

Пересчитаем нагрузку, чтобы получит долговечность больше 10000 часов.

; Р = ; .

Уменьшим Fr и Fa, т.е. Fr=4000·0,7=2800Н и Fa=2000·0,7=1400Н.

Пересчитаем , значит, е=0,37 и Y=1,46, а

, что > е, следовательно, вид формулы остается тот же

Р = (0,46·1·2800+1,46·1400)·1,4·1 = 4625Н

, что удовлетворяет

Долговечность :

= 0,65· 1·13200 = 8590ч.

Заполняем таблицу 3 отчета (пример заполнения таблицы ниже).

№ п/п	Обозначение подшипника	Частота вращения n, об/мин	Нагрузка заданная и принятая, Н			Коэффициенты			Долговечность, ч
			Fr	Fa		e	X	Y	Lh
0		750	4000	2000
1	2307		4000	0	-	-	1	0	41400	20530
2	8106			1400	-	-	0	1	14000	9100
3	36208		2800	1400	0,5	0,37	0,46	1,46	13200	8590

*Сила Fa задана с учетом действия на подшипник внешней осевой силы и осевых составляющих, возникающих в подшипниках от радиальных сил.