2.4 Оценка надежности подшипников ролика рольганга по критерию динамической грузоподъемности.

На ролике рольганга установлены радиально-упорные конические подшипники 2097144 по ГОСТ 6364.

Внутренний диаметр d = 220 мм, наружным D = 340 мм. Справочное значение номинальной динамической грузоподъемности подшипника составляет С = 1100 кН, для двух подшипников С = 2200 кН.

На первом этапе в качестве параметра состояния подшипника качения принимаем эквивалентную динамическую нагрузку – условно стационарную силу Рэ,которая обеспечивает такую же долговечность, которую подшипник имеет при заданных условиях нагружения и вращения:

(2.36)

где R = RA = RB = 48 - радиальная нагрузка, Н;

V=1 – коэффициент вращения внутреннего кольца;

kб = 2 - коэффициент безопасности;

kт = 1,1 - температурный коэффициент.

Pэ = 48·1·2·1,1 = 105,6 кН,

Уравнение состояний нагруженного объекта представляет собой зависимость, определяющую изменение параметра во времени – Pэ = f(t).

Поскольку параметр состояния Рэне зависит от t, то уравнение подшипника качения выражается следующее условие:

Рэ = 105,6 ∙ 104 Н = const (2.37)

т.е подшипник по выбранному параметру Рэнаходится в одном квазистационарном состоянии, которое не изменяется со временем.

Кинетическое уравнение повреждаемости подшипника качения в виде зависимости для оценки скорости изменения параметра состояния во времени – Рэ= dPэ/dt. Учитывая кинетическое уравнение повреждаемости объекта выражается в условие: Рэ= dPэ/dt = 0.

Условие работоспособности подшипника качения запишем в виде:

Рэ = 105,6 ∙ 104 Н < Cпр = 2200 кН – выполняется,

Спр = 2200 кН – предельная динамическая грузоподъемность подшипника, которую он может воспринимать в течении 1 млн оборотов без усталостного разрушения. Условие работоспособности выполняется, следовательно подшипник находится в работоспособном состоянии по параметру Рэ.

Коэффициент запаса надежности по выбранному параметру Рэ:

(2.38)

Вывод: С позиции статического подхода к оценке надежности нагруженных объектов, подшипник по выбранному параметру Рэнаходится постоянно в одном и том же работоспособном состоянии с коэффициентом запаса пр = 2,08.

Однако расчетный ресурс tnp = Lhpисследуемых подшипников можно определить, используя эмпирическую зависимость:

(2.39)

Данная зависимость выведена из физического смысла динамической грузоподъемности Спр. Эта физическая величина по определению представляет собой такую динамическую нагрузку, в данном случае Спр = 4∙105 Н.

Поэтому расчетная долговечность для подшипника 2097144 по ГОСТ 6364 рассчитывается по формуле:

(2.40)

Минимальное возможное значение долговечности (ресурса) составляет Lh = 628ч. Следовательно Lhp < Lh- выполняется, непрерывная работа в течении 626 часов возможна.

2.5 Оценка надежности двигателя по критериям несущей способности

На стане установлен двигатель постоянного тока ДП-52, который имеет мощность Nн = 63 кВт, частоту вращения n = 630 об/мин, обеспечивает плавное изменение скорости в пределах v= 1..2 м/c.

Для подобных станов оценку надежности двигателя по критериям несущей способности проводят для двух случаев:

1) при работе стана на заправочной скорости, когда двигатель со стороны привода действует максимальный момент;

2) при длительной работе стана на максимальной скорости в установившемся процессе, когда двигатель должен обеспечивать мощность, необходимую для пластической деформации полосы в заданных условиях.