17.10. Расчетный ресурс при повышенной надежности

Решение находят методом подбора, предположив, что Fa1

Fa1min или Fa2 Fa2min , с последующей проверкой выполнения требуемыхусловий.

17.9. Расчеты сдвоенных подшипников

Задача о распределении нагрузки между сдвоенными подшипниками является статически неопределимой. Это распределение зависит от конструкции подшипника, наличия зазоров или предварительного натяга, жесткости и точности изготовления сопряженных с подшипникамидеталей , также от характера нагрузки.

Комплект сдвоенных специально подобранных на заводе подшипников рассчитывают как один двухрядный. В случае выхода из строяодного подшипника замене подлежитвесь комплек т.

Дляко мплектов сдвоенных по схемам О, X (см. рис. 17.4, а и б) радиально-упорных шарикоподшипников суммарная базовая динамическая грузоподъемность Cr сум 1,62Cr , для роликоподшипни-

ков Cr сум 1,71Cr. При этом коэффициенты X и Y принимают так

же, какдля дв ухрядныхподшипнико в. Длясхемы Т( см. рис. 17.4, в) Cr сум 1,4Cr, а коэффициенты Х и Y( см. табл. 17.2) принимают

так же, как для однорядного подшипника. Сдвоенная установка радиальных подшипников не рекомендуется. При расчете опор со сдвоеннымиподшипниками , вкоторых подшипники вслучае от каза заменяют независимо друг от друга, всю силу, действующую на комплект подшипников, прикладывают к одному, более нагруженномуподшипнику .

17.10. Расчетный ресурс при повышенной надежности

Для опор с подшипниками качения машин общего назначения принимают90%- ную вероятность безотказной работы( S= 0,9). Однако для ответственных узлов может потребоваться более высокая надежность, например в авиационной и космической технике, атомной энергетике и в других областях. В этом случае скорректированный ресурс подшипников с учетом коэффициента надежности a1, который, согласно рекомендациям ISO, находят по формуле

397

Глава 17. Подшипникикачения

например, для обеспечения вероятности безотказной работы99 % (S = 0,99) коэффициент надежности a1 = 0,21.

В расчетах при требуемой надежности выше 90 % нагрузка должнабыть задан агистограммой и KБ = 1.

17.11. Расчет эквивалентной динамической нагрузки припережимахнагруженияменных

Под эквивалентной динамической нагрузкой PE при переменных режимах нагружения понимают такую постоянную нагрузку, которая вызывает тот же эффект усталости, что и весь комплекс реально действующих нагрузок. В основе расчета эквивалентной

где Li — наработка подшипника на i-м режиме нагружения; L10a, i —

скоректированный ресурс подшипника на i-м режиме нагружения, т. е. число миллионов оборотов, которое подшипник мог бы выдер - жать, работая на i- мрежи менагружения до наступления отказа.

Дополнительно используют уравнение кривой усталости

(17.9) вформе

Pip L10a, i const,

где Pi — эквивалентная нагрузка на i-м режиме нагружения; р— показатель степени (для шарикоподшипников p= 3, для роликоподшипниковр= 10/3).

Умножив числитель изнаменатель в (17.12) навеличину

398

17.11. Расчет эквивалентной динамической нагрузки…

отмечаем, что знаменатель каждого слагаемого есть величина постоянная, которую можно вынести из-под знака суммы и заменить на PEpL10a , т. е.

откуда

PE p Pi p Li ,

L10a

где L10a Li — требуемыйресурс подшипника.

При расчетах радиальных и радиально-упорных подшипников Pi Pri , при расчетах упорных и упорно-радиальных подшипников

Pi Pai .

Если для механизма известен типовой режим нагружения (см. гл. 11), то для всех подшипников, кроме радиально-упорных шариковых с малым углом контакта ( < 18°), значение PE находят с использованием коэффициентаэквивалентност иK E [11]:

PE KE P,

Для шариковых подшипников с номинальным углом контакта< 18° следует сначала найти соответствующие эквивалентные нагрузки,напримердля опор (см. рис. 17.10):

399

Глава 17. Подшипникикачения

При переменных режимах нагружения должно выполняться условие P 0,5C.

17.12. Быстроходность подшипников

Ориентировочные значения предельной частоты вращения nпред

для каждого подшипника нормального класса точности с обычными сепараторами указаны в каталоге в зависимости от смазочного материала — жидкого или пластичного. Быстроходность подшипника ограничена:

а) повышением температуры, при которой смазочный материал утрачивает свои эксплуатационные свойства, а материалы колец и тел качения могут претерпевать структурные изменения в результате отпуска;

б) прочностью идолговечностью сепаратора всвязи сизнашива - нием;

в)у скоренным разрушением колец и тел качения вследствие большогочисла циклов нагружения в единицувремени.

Наиболее быстроходными являются подшипники с малым трением на площадке контакта — шариковые и роликовые с короткими цилиндрическими роликами. Наименьшую быстроходность имеют упорные подшипники, что связано с неблагоприятным направлением центробежных сил и наличием гироскопическихмоментов , действующихнатела качения.

Применение массивных сепараторов, улучшение условий смазывания и охлаждения, повышение класса точности подшипников и точности изготовления сопряженных с подшипниками деталей позволяют повысить предельную частоту вращения в2–3 раза по сравнению с указанной в каталоге.

17.13. Трение в подшипниках

Сопротивление вращению подшипника зависит от его конструкции, нагрузки, условий смазывания, частоты вращения, точности изготовления и монтажа. Энергетические потери обусловлены трением скольженияв местах контакта тел качения с кольцами и сепаратором,

400