4. Расчет подшипников качения на долговечность

Основными критериями работоспособности подшипников качения является динамическая С и статическая С₀ грузоподъемности. Метод подбора по динамической грузоподъемности применяют в случаях, когда частота вращения кольца превышает 1об/мин.

Номинальная долговечность в часах равна

(11)

где С – динамическая грузоподъемность по каталогу; Р – эквивалентная нагрузка; р – показатель степени, равный р=3 для шарикоподшипников и р=10/3 для роликоподшипников; n – частота вращения внутреннего кольца подшипника, равная частоте вращения соответствующего вала.

Для однорядных радиальных шарикоподшипников и однорядных радиально- упорных шарико- и роликоподшипников эквивалентная нарузка

, при (12)

при (13)

где V –коэффициент вращения; при вращении внутреннего кольца V=1; при вращении наружного кольца V=1.2.

Коэффициенты приведения радиальной X и осевой Y нагрузок выбирают из каталогов (см. табл.5) или из табл. 6-9.

Таблица 6 /3/

Значения коэффициентов Х и Y для радиально-сферических подшипников

Однорядные				Двухрядная				е
X	Y	X	Y	X	Y	X	Y
1	0.42ctg	0.40	0.4ctg	1	0.42ctg	0.65	0.65ctg	1.5tg

Таблица 7 /3/

Значения коэффициентов Х и Y для радиальных однорядных подшипников

					e
0.014 0.028 0.056 0.084 0.11 0.17 0.28 0.42 0.56	1	0	0.56	2.30 1.99 1.71 1.55 1.45 1.31 1.15 1.04 1.00	0.19 0.22 0.26 0.28 0.30 0.34 0.38 0.42 0.44

Таблица 8 /3/

Значения коэффициентов Х и Y для радиально-упорных конических и самоустанавливающихся роликоподшипников

Однорядные				Двухрядная				е
X	Y	X	Y	X	Y	X	Y
1	0	0.40	0.4ctg	1	0.45ctg	0.67	0.67ctg	1.5tg

Таблица 9 /3/.

Значения коэффициентов Х и Y для радиально-упорных шарикоподшипников

0										у
		X	Y	X	Y	X	Y	X	Y
12	0.014	1	0	0.45	1.81	1	2.08	0.74	2.94	0.30
	0.029				1.62		1.84		2.63	0.34
	0.057				1.46		1.60		2.37	0.37
	0.086				1.34		1.52		2.18	0.41
	0.11				1.22		1.39		1.98	0.45
	0.17				1.13		1.30		1.84	0.48
	0.29				1.04		1.20		1.69	0.52
	0.43				1.01		1.16		1.64	0.54
	0.57				1.00		1.16		1.62	0.54
	0.015	1	0	0.44	1.47	1	1.65	0,72	2.39	0.38
	0.029				1.40		1.57		2.28	0.40
	0.058				1.30		1.46		2.11	0.43
	0.087				1.23		1.38		2.00	0.46
	0.12				1.19		1.34		1.93	0.47
	0.17				1.12		1.26		1.82	0.50
	0.29				1.02		1.14		1.66	0.55
	0.44				1.00		1.12		1.63	0.56
	0.58				1.00		1.12		1.63	0.56
18,19, 20,24, 25,26, 30,35, 36,40	-	1	0	0.43	1.00	1	1.09	0.70	1.63	0.57
				0.41	0.87		0.92	0.67	1.44	0.68
				0.39	0.76		0.78	0.63	1.24	0.80
				0.37	0.66		0.66	0.60	1.07	0.95
				0.35	0.57		0.55	0.57	0.93	1.14

Эквивалентная нагрузка для однорядных и двухрядных подшипников с короткими цилиндрическими роликами

(14)

Эквивалентная нагрузка для упорных подшипников (шариковых и роликовых)

(15)

Значения температурного коэффициента k_T приведены в табл. 10

Таблица 10/3/

Температурный коэффициент подшипников

Рабочая температура подшипника, 0С	<100	125	150	175	200
Температурный коэффициент kT	1.00	1.05	1.10	1.15	1.25

Коэффициент безопасности k_b определяют из таблицы 11.

Таблица 11/3/

Коэффициент безопасности подшипников качения

Нагрузки на подшипник	Кb	Назначение
Спокойная, без толчков.	1.0	Ролики ленточных конвейеров
Кратковременная перегрузка до 125%	1.0-1.2	Прецизионные зубчатые передачи, металлорежущие станки, электродвигатели
Кратковременная перегрузка до 150%	1.3-1.5	Зубчатые передачи 7-й и 8-й степеней точности, редукторы всех конструкций
То же, в условиях повышенной надежности	1.5-1.8	Центрифуги, мощные электрические машины
Значительные перегрузки до 200 %	1.8-2.5	Зубчатые передачи 9-й степени, дробилки, копры
Ударные нагрузки с кратковременными перегрузками до 300%;	2.5-3.0	Тяжелые ковочные машины, прокатные станы

В радиально – упорных шарикоподшипниках при действии на них радиальных нагрузок возникают осевые составляющие S, которые определяют по формулам:

S=0.83eF_r - для конических роликоподшипников (16)

S= eF_r - для радиально-упорных шарикоподшипников (17)

Осевые нагрузки, действующие на радиально-упорные шарико- и конические роликоподшипники, определяют с учетом схемы действия внешних усилий в зависимости от относительного расположения подшипников (рис.7).

Рис. 7

Для определения результирующей осевой нагрузки на подшипники следует использовать формулы, приведенные в табл.12.

Таблица 12/3/

Формулы для определения осевых нагрузок

Условия нагружения	Осевые нагрузки
SISII; Fa0	FaI=SI FaII=SI+Fa
SISII; Fa> SII-SI
SISII; FaSII-SI	FaI=SII-Fa; FaII=SII

Расчет на долговечность считается удовлетворительным, если долговечность выбранного типоразмера подшипника удовлетворяет условию

(18)

Если условие (14) не выполняется, выбирают подшипник более тяжелой серии и повторяют расчет до тех пор, пока расчетная долговечность не окажется больше, чем ресурс работы привода.