10.1 Определение расчётной осевой силы.

Расчётные осевые силы F_a для радиально-упорных ПК определяют с учётом осевых составляющих F_e от радиальных нагрузок.

Осевые составляющие F_e зависят от:

1. радиального зазора в ПК

2. угла контакта α.

В ПК с нормальным радиальным зазором зона нагружения составляет около 120^о и радиальную нагрузку воспринимают тела качения, находящиеся в этой зоне.

Расчёты показывают, что у конических РПК осевая сила, равная сумме осевых составляющих от всех роликов, находящихся в зоне нагружения, в среднем равна

F_e=1,25 F_r tgα .

Учтя, что для этих ПК e=1,5tg получим:

Осевая составляющая от радиальной нагрузки в радиально-упорном РПК F_e=0,83 F_r e.

Ранее отмечалось, что при F_a>VF_re осевая сила влияет на долговечность однорядных подшипников. С учетом последней формулы можно сделать вывод о том, что на долговечность конического РПК влияет осевая сила F_a>1,2VF_e , т.е. превышающая осевую составляющую от F_r на 20% . В нагруженной зоне радиально-упорных ШПК углы контакта шариков с кольцами различны. Поэтому суммирование осевых составляющих от каждого из нагруженных шариков весьма затруднительно.

Найденное в результате сложных расчётов отношение осевой составляющей F_e к радиальной нагрузке F_r и получило название параметра осевого нагружения e.

Таким образом:

Осевая составляющая от радиальной нагрузки в радиально-упорном ШПК: F_e=eF_r.

На основании этой формулы можно заключить, что на долговечность радиально-упорного ШПК влияет осевая сила: F_a > VF_e .

Правило определения F_a: Расчётной осевой силой F_a для рассматриваемого подшипника является бóльшая по абсолютной величине из двух сил:

1. осевая составляющая F_e от его радиальной нагрузки F_r

или

2. алгебраическая сумма внешних осевых сил F_x и осевой составляющей F_e от радиальной нагрузки работающего с ним в паре другого подшипника.

Со знаком плюс при этом берут силы, нагружающие подшипник (уменьшающие в нём зазор), со знаком минус - разгружающие его.

10.2 Расчёт долговечности ПК с учётом уровня надёжности.

Подшипники одного типоразмера, работающие в одинаковых условиях, практически имеют различную долговечность, рассеивание которой может достигать 40-кратной величины. На рис. показана графическая зависимость рассеивания долговечности относительно средней величины.

Базовая долговечность L₁₀ является наименьшей для 90% ПК из данной партии. Из рис. видно, что L₁₀ в 5 раз меньше средней долговечности L_m и в 20 раз меньше максимальной L_max.

Скорректированная расчётная долговечность в млн. оборотов для надёжности (100-n)% определяется по формуле: L_n= L₁₀ a₁ ,

a₁ - коэффициент долговечности при надежности, отличной от 90%.

n	Ln	Надёжность в %	a1
10	L10	(100-10)=90	1,00
5	L5	(100-5)=95	0,62
4	L4	(100-4)=96	0,53
3	L3	(100-3)=97	0,44
2	L2	(100-2)=98	0,33
1	L1	(100-1)=99	0,21

В каталогах указаны значения С _r с коэффициентом надежности P(t)= 0,9. В тех случаях, когда необходимо увеличить надежность, величину a₁ уменьшают (см. табл.):

Долговечность в часах

L_h=10 ⁶L_n/60n

10.3 Подбор ПК по статической грузоподъёмности.

Если ПК воспринимает нагрузку без вращения колец или при частоте вращения

n <1 об/мин, то его подбирают по условию: F_0R(0A) f_S≤ C_0r(0a)

F_0R(0A) - соответственно эквивалентная статическая радиальная и осевая нагрузки;

C_0r(0a) - соответственно базовая статическая радиальная и осевая грузоподъёмности;

f_S - коэффициент надёжности при статическом нагружении:

при высоких требованиях к лёгкости вращения f_S = 1,2...2,5;

при нормальных требованиях f_S = 0,8...1,2;

при пониженных требованиях f_S =0,5...0,8.

• Для радиальных и радиально-упорных ПК: F_0R=X₀F_r+Y₀F_a или F_0R=F_r ,

(в расчёт берут большее значение F_0R );

• Для упорно-радиальных F_0A = X₀F_r+F_a ,

• Для упорных F_0A = F_x ,

В последних формулах X₀ и Y₀ - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок при

статическом нагружении (для стандартных ПК даются в каталоге).

Базовая статическая грузоподъёмность - радиальная статическая нагрузка для радиальных и радиально-упорных ПК или центральная осевая статическая нагрузка для упорных и упорно-радиальных ПК, вызывающая в наиболее нагруженной зоне контакта рабочих тел общую остаточную деформацию, равную 0,0001 D.

• Для нестандартных радиальных и радиально- упорных

ШПК, , H, РПК – , H,

где f₀ - коэффициент, зависящий от геометрии рабочих тел, точности

изготовления и материала деталей ПК.

• Для стандартных ПК C_0r и C_0a даются в каталоге.