11.1.2 Примеры

1 Дано: Определить пригодность подшипника работающего в цепном конвеере средней серии 312. Размеры этого подшипника d = 60 мм, D = 130 мм, В = 31 мм, С_r = 81900Н, С_0r = 48400 Н.

Частота вращения n=250 об/мин (вращение внутреннего кольца);

Радиальная сила на левом подшипнике R_S1 = 7000 Н;

Радиальная сила на правом подшипнике R_S2 = 3500 Н;

Требуемый ресурс работы подшипника L_h=12500 ч.

Решение:

Коэффициент вращения V = 1 (V = 1 – при вращении внутреннего кольца;

Радиальная сила R_s=R_s1=7000 Н (выбрана большая из двух сил);

Коэффициент безопасности К_б = 1,3 (таблица 11.1.3);

Температурный коэффициент К_Т = 1 (таблица 11.1.4);

Н

Коэффициент надежности а₁ = 1 (таблица 11.1.1);

Обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации а_2,3 = 0,75 (таблица 11.1.2);

Показатель степени при определении ресурса работы подшипника β=3.

Ресурсы работы:

Что удовлетворяет условию. Вследствии того что зпас работы подшипника очень большой, рекомендуется выбрать подшипник более легкой серии или меньшего диаметра.

2 Дано: Определить пригодность подшипника работающего в цепном конвеере средней серии 32212А. Размеры этого подшипника d = 60 мм, D = 110 мм, В = 22 мм, С_r = 93500Н, С_0r = 53500 Н.

Частота вращения n=250 об/мин (вращение внутреннего кольца);

Радиальная сила на левом подшипнике R_S1 = 7000 Н;

Радиальная сила на правом подшипнике R_S2 = 3500 Н;

Требуемый ресурс работы подшипника L_h=12500 ч.

Решение:

Коэффициент вращения V = 1 (V = 1 – при вращении внутреннего кольца;

Радиальная сила R_s=R_s1=7000 Н (выбрана большая из двух сил);

Коэффициент безопасности К_б = 1,3 (таблица 11.1.3);

Температурный коэффициент К_Т = 1 (таблица 11.1.4);

Н

Коэффициент надежности а₁ = 1 (таблица 11.1.1);

Обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации а_2,3 = 0,75 (таблица 11.1.2);

Показатель степени при определении ресурса работы подшипника β=3,33.

Ресурсы работы:

Что удовлетворяет условию. Вследствии того что зпас работы подшипника очень большой, рекомендуется выбрать подшипник более легкой серии или меньшего диаметра.

11.2 Расчет подшпиников при действии радиальной и осевой силы

11.2.1 Теория

Данная схема может быть использована для расчета подшипников при действии на них радиальных и осевых сил таких как: шариковые радиальные (при действии радиальной и осевой силы), радиально-упорные шариковые, конические и т.п.

Расчет сводится к определению долговечности работы подшипника. Выделяют долговеность в млн.оборов и в часах, которые сравниваются с допускаемыми определенными из начальных условий или по таблице 11.2.5:

, млн.об (11.2.1)

, часах (11.2.2)

где а₁ – коэффициент надежности (таблица 11.2.1);

а_2,3 - коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации (таблица 11.2.2);

С_r – динамическая грузоподъемность (определяется при выборе подшипника см. приложения), Н;

Р_э – эквивалентная нагрузка, Н;

β – показатель степени при определении ресурса работы подшипника (шарикоые β=3, роликовые β=10/3≈3,33);

n – частота вращения вала подшипника, об/мин.

_{Таблица 11.2.1 - Коэффициент надежности, а}1

S	0,9	0,95	0,96	0,97	0,98	0,99
а1	1	0,96	0,53	0,44	0,33	0,21
Примечание: Для подшипников большинства изделий (кроме оговоренных специально), принимают коэффициент надежности S = 0,9

_{Таблица 11.2.2 - Коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации а}2,3

Тип подшипника	Значение а2,3 при условии
	1	2	3
Шарикоподшипник	0,7…0,8	1,0	1,2…1,4
Роликоподшипники конические	0,6…0,7	0,9	1,1…1,3
Примечание: обычные условия хранения; условия, характеризующие наличие пленки масла между контактирующими поверхностями в подшипнике и отсутствие повышенных перекосов в узле; то же при изготовлении колец и тел качения из электрошлаковой или вакуумной сталей.

где Х – коэффициент радиальной динамической нагрузки (таблица 11.2.3);

V - коэффициент вращения (V = 1 – при вращении внутреннего кольца, V = 1,2 – при вращении внешнего кольца);

R_s – суммарная радиальная сила действующая на подшипник, Н;

Y – коэффициент осевой динамической нагрузки (таблица 11.2.3);

F_A – эквивалентная осевая сила (таблица 11.2.4 согласно заданной схемы нагружения), Н;

К_б – коэффициент безопасности (таблица 11.2.5);

К_т – температурный коэффициент (таблица 11.2.6).

ВАЖНО:

• для шариковых радиальных подшипников эквивалентная нагрузка определяется для наиболее нагруженного подшипника (при этом F_A=F_a – осевая сила действующая на подшипник);

• для шариковых радиально-упорных и роликовых эквивалентная нагрузка определяется для каждого подшипника в отдельности.

Таблица 11.2.3 – Значения коэффициентов для однорядных подшипников

α, °	при		при		e	e’
	X	Y	X	Y
Шариковые
0	1	0	0,56			-
12			0,45
15			0,44
26			0,41	0,87	0,68	e
36			0,37	0,66	0,95	e
Роликовые
-	1	0	0,4	0,4∙ctg(α)	1,5∙tg(α)	0,83∙e
где С0r – статическая грузоподъемность подшипника (определяется при выборе подшипника см. приложения), Н

Таблица 11.2.4 – Эквивалентные осевые силы

Рисунок 11.2.1	Рисунок 11.2.2
если: то в противном случае	если: то в противном случае
где S1 и S2 – осевая составляющая силы действующая на подшипник, Н где - коэффициент минимальной осевой нагрузки (таблица 11.2.3).

Таблица 11.2.5 - Коэффициент безопасности

Машины и оборудование. Условия их эксплуатации	Lh	Кб
Приборы и аппараты, используемые периодически (демонстрационная аппаратура, бытовые приборы, строительные краны).	500	1…1,1
Механизмы, используемые в течение коротких периодов времени (механизмы с ручным приводом, сельхозмашины, подъемные краны в сборочных цехах, легкие конвейеры).	≥ 4000	1,1…1,2
Ответственные механизмы, работающие с перерывами (конвейеры поточного производства, лифты, не часто работающие металлорежущие станки).	≥ 8000	1,2…1,3
Машины для односменной работы с неполной нагрузкой (электродвигатели, редукторы общего назначения).	≥ 12000	1,3…1,4
Машины, работающие с полной нагрузкой одну смену (машины общего машиностроения, подъемные краны, вентиляторы, распределительные валы).	~ 20000	1,3…1,4
Машины, работающие круглосуточно (компрессоры, насосы, шахтные подъемники, стационарные электромашины).	≥ 40000	1,5…1,7
машины, непрерывно работающие с высокой нагрузкой (оборудование бумагоделательных фабрик, энергетические установки, шахтные насосы).	≥ 100000	2,0…2,5

Таблица 11.2.6 – Температурный коэффициент

Рабочая температура подшипника °С	до 100	125	150	175	200	225	250
Кт	1,0	1,05	1,1	1,15	1,25	1,35	1,4