Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
5 семестр / Книги и методические указания / Конструирование узлов и деталей машин (2024).pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
09.02.2026
Размер:
55.53 Mб
Скачать

124

Глава 7. Конструирование подшипниковых узлов

 

 

Таблица 7.3

 

Условия нагружения

Осевые силы

Fa1 min

Fa2 min ;F A = 0

 

Fa1 min <F

a2 min ;F A Fa2 min

F

Fa1 min

F<

a2min ;F A F< a2min

F

a1 min

Fa1

F=

a1 min ;F а2

F=

al

F+

A

a1 min

Fa2

F=

a2 min ;F a1

F=

a2

F

A

Втабл. 7.3 приведены формулы для определения осевых сил Fal и Fa2

вотдельных частных случаях. Обозначения 1 и 2 опор в соответствии со

схемами рис. 7.4, а–г.

7.2. ПОДБОР ПОДШИПНИКОВ

Основной критерий работоспособности и порядок подбора подшипников зависят от значения частоты вращения кольца. Подшипники выбирают no статической грузоподъемности, если они воспринимают внешнюю нагрузку в неподвижном состоянии или при малых частотах вращения (n < 10 мин–1). Подшипники, работающие при n ≥ 10 мин–1, выбирают no динамической грузоподъемности, рассчитывая их ресурс при требуемой надежности.

Подшипники, работающие при частоте вращения n > 10 мин–1 и подверженные действию кратковременных ударных нагрузок или значительной перегрузке, следует проверять на статическую грузоподъемность, а также и подшипники, работающие при малых частотах вращения, которые рассчитаны на небольшой ресурс.

Предварительно назначают тип и схему установки подшипников

(см. 3.3; 3.4). Подбор подшипников выполняют для обеих опор вала. В некоторых изделиях, например в редукторах, для обеих опор применяют подшипники одного типа и одного размера. Тогда подбор выполняют no наиболее. Иногданагруженнойиз соотношенияпоре радиальных и осевых сил нельзя заранее с уверенностью сказать, какая опора более нагружена. Тогда расчет ведут параллельно для обеих опор до получения значений эквивалентных нагрузок, по которым и определяют более нагруженную опору.

Расчет подшипников на статическую грузоподъемность. Для назначен-

ного подшипника выписывают следующие данные:

для шариковых радиальных и радиально-упорных — из табл. 24.10–24.12

и 24.15 значение базовой статической радиальной грузоподъемности С0 r;

для роликовых радиальных и радиально-упорных (конических) — из табл. 24.13, 24.14 и 24.16–24.18 значение С0 r;

для шариковых упорных — из табл. 24.19 значение базовой статической

осевой грузоподъемности С0 а.

При расчете на статическую грузоподъемность проверяют, не будет ли

радиальнаяF

r (для радиальных подшипников) или осевая Fa (для упорных

7.2. Подбор подшипников

125

подшипников) нагрузки на подшипник превосходить статическую грузоподъемность, указанную в каталоге:

Fr < С0 r или Fa С0 а.

Если статическая нагрузка состоит из радиальной Fr и осевой Fa со-

ставляющих, то определяют эквивалентную статическую радиальную нагрузку Р0 r. Для радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников и ради- ально-упорных роликоподшипников

 

P0 r = X0Fr + Y0Fa.

 

 

ЗначенияХ

коэффициента

0

радиальной статической нагрузки и коэф-

фициента Y0 осевой статической нагрузки приведены в табл. 7.4.

 

 

 

 

 

 

Таблица 7.4

Подшипники

 

Однорядные

 

Двухрядные

 

 

 

 

 

 

 

 

X0

Y0

X0

Y0

Шариковые радиальные

 

0,6

0,5

0,6

0,5

 

 

12

 

0,47

 

0,94

 

 

15

 

0,46

 

0,92

Шариковые радиально-

25

 

0,38

 

0,76

упорные с номинальными

26

0,5

0,37

1

0,74

углами контакта α, град

36

 

0,28

 

0,56

 

 

40

 

0,26

 

0,52

Шариковые и роликовые

 

 

 

 

 

самоустанавливающиеся (α ≠ 0°),

 

0,5

0,22 ctg α

1

0,44 ctg α

роликовые радиально-упорные

 

 

 

 

 

Эквивалентная нагрузка не может быть меньше радиальной. Если при вычислении получают P0 r < Fr, то для расчета принимают P0 r = Fr.

Статическая прочность обеспечена, если выполнено условие

P0 r С0 r,

гдеС 0r — статическая радиальная грузоподъемность подшипника.

При повышенных требованиях к плавности хода (для станков), малошумности (для электродвигателей), постоянству момента трения (для измерительного и исследовательского оборудования) или к малому значению начального трения под нагрузкой (для кранов) допустимая статическая эквивалентная нагрузка P0 r (P0 a) должна быть в 2–4 раза меньше статической грузоподъемности С0 r (С 0 а).

Расчет подшипников на заданный ресурс. Исходные данные: Fr1 , Fr2

радиальная нагрузка (радиальная реакция опоры), НF; A— внешняя осевая сила, действующая на вал, Н; n — частота вращения кольца (как правило, частота вращения вала), мин–1; d — диаметр посадочной поверхности вала,

которыйL′ берут из компоновочной схемы, мм; ,L ′ — требуемый ресурс

sa sah

126

Глава 7. Конструирование подшипниковых узлов

(долговечность) при необходимой вероятности безотказной работы подшипника соответственно в миллионах оборотов или в часах; режим нагружения; условия эксплуатации подшипникового узла (возможная перегрузка, рабочая температура и др.).

Подбор подшипников качения выполняют в указанной ниже последовательности.

1.Предварительно назначают тип и схему установки подшипников.

2.Для назначенного подшипника выписывают следующие данные:

•для шариковых радиальных и радиально-упорных с углом контакта

α < 18° — из табл. 24.10–24.11, 24.15 значения базовых — динамическойС r и статической С0r радиальных грузоподъемностей, основные геометрические параметры: диаметр отверстия d, наружный диаметр D, диаметр шарика Dw;

•дляшариковых радиально-упорных суглом контактаα ≥ 18° — из табл.24.15

значение Сr, а из табл. 7.1 значения коэффициентов радиальной X, осевой Y нагрузок, коэффициента осевого нагружения;

•для конических роликовых — из табл. 24.16–24.18 значения Сr, Y и е,

атакже принимают X = 0,4.

3. Из условия равновесия вала и условия ограничения минимального значения осевых нагрузок на радиально-упорные подшипники определяют

осевые силы Fal и Fa2.

4. Для подшипников шариковых радиальных, а также шариковых ра- диально-упорных с углом контакта α < 18° пo табл. 7.1, в зависимости от отношения f0Fa /С 0r , находят значения X, Y и е, где f0 — коэффициент, зависящий от геометрии подшипника и применяемого уровня напряжения.

Значения коэффициента f0 приведены в табл. 7.2, в зависимости от отно-

шенияD

w cosα /D pw,где Dw диаметр шарика (табл. 24.10–24.11, 24.15 [11]);

α — угол контакта (для радиальных подшипников α = 0); Dpw — диаметр окружности расположения центров шариков; Dpw = (d + D)/2. При отсутствии табличных значений диаметр шарика можно вычислить по высоте «живого сечения» Н = (D d)/2:

•для подшипников серий 200, 300 и 400 при d ≤ 40 мм и всех подшип-

ников серии 100D

w = 0,6H;

 

 

•для подшипников серий 200, 300 и 400 при d > 40 мм Dw = 0,635Н;

•для малогабаритных и быстроходных подшипников Dw = 0,55H;

•для подшипников повышеннойD

грузоподъемности

w = 0,64H.

5. СравниваютF

отношение a /(VFr) с коэффициентом

и окончательно

принимают значения коэффициентов Х и Y: при Fa /(VF r) ≤ е принимают X = 1 и Y = 0, при Fa /(VF r) > е для подшипников шариковых радиальных и радиально-упорных окончательно принимают полученные ранее (в п. 2 и 4) значения коэффициентов Х и Y. Здесь V — коэффициент вращения кольцаV : = 1 при вращении внутреннего кольца подшипника относительно вектора радиальной силы и V = 1,2 при вращении наружного кольца. Для сферических подшипников всегда V = 1.

Для двухрядныхе конических роликовых подшипников = 1,5 tg α; при

Fa /(VF r) ≤ е коэффициенты X = 1 и Y = 0,45 ctg α, а при Fa /(VF r) > е коэффициенты X = 0,67 и Y = 0,67 ctg α.

7.2. Подбор подшипников

127

6. Вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку:

•радиальную

для шариковых радиальных и шариковых или роликовых радиальноупорных

Рr = (VXF r + YFa)K бKт;

•радиальную

для подшипников с короткими цилиндрическими роликами

Pr = VFrKбKт;

•осевую

для упорных подшипников

Pa = FaKбKт.

Значение коэффициента динамичности нагрузки Kб принимают по таблK. 7.5 (значение б приблизительно равно значению отношения кратковременной перегрузки к номинальной нагрузке), а температурного коэффициента Kт — в зависимости от рабочей температуры tраб подшипника:

tраб ,°С ……………….. ≤ 100

125

150

175

200

225

250

Kт ...........................

1,0

1,05

1,10

1,15

1,25

1,35

1,4

Таблица 7.5

Характер нагрузки

Kб

Спокойная нагрузка без

1,0

толчков

 

Легкие толчки; кратко-

 

временные перегрузки

1,0...1,2

до 125 % номинальной

 

нагрузки

 

Умеренные толчки;

 

вибрационные нагрузки;

 

кратковременные пере-

1,3...1,5

грузки до 150 % номи-

 

нальной нагрузки

 

To же, кратковременные

 

перегрузки до 180 % но-

1,5...1,8

минальной нагрузки

 

Нагрузки со значительными толчками и вибра-

циями; кратковременные 1,8...2,5 перегрузки до 250 % номинальной нагрузки

Область применения

Маломощные кинематические редукторы и приводы. Механизмы ручных кранов, блоков. Тали, кошки, ручные лебедки. Приводы управления

Прецизионные зубчатые передачи. Металлорежущие станки (кроме строгальных, долбежных и шлифовальных). Гироскопы. Механизмы подъема кранов. Электротали и монорельсовые тележки. Лебедки с механическим приводом. Легкие вентиляторы и воздуходувки

Зубчатые передачи. Редукторы всех типов. Механизмы передвижения крановых тележек и поворота кранов. Буксы рельсового подвижного состава. Механизмы изменения вылета стрелы кранов. Шпиндели шлифовальных станков. Электрошпиндели

Центрифуги и сепараторы. Буксы и тяговые двигатели электровозов. Механизмы и ходовые колеса кранов и дорожных машин. Строгальные и долбежные станки. Мощные электрические машины

Зубчатые передачи. Дробилки и копры. Кривошип- но-шатунные механизмы. Валки прокатных станов. Мощные вентиляторы

Рис. 7.5

128

Глава 7. Конструирование подшипниковых узлов

 

 

 

Окончание табл. 7.5

 

Характер нагрузки

Kб

Область применения

Нагрузка с сильными

Тяжелые ковочные машины. Лесопильные рамы. Ра-

ударами; кратковремен-

2,5...3,0 бочие роликовые конвейеры крупносортных станов,

ные перегрузки до 300 %

блюмингов и слябингов. Холодильное оборудование

номинальной нагрузки

 

Для работы при повышенных температурах применяют подшипники со специальной стабилизирующей термообработкой или изготовленные из теплостойких сталей с соответствующим выбором материалов уплотнений, сепаратора.

Для подшипников, работающих при переменных режимах нагружения, задаваемых циклограммой нагрузок и соответствующими этим нагрузкам частотами вращения (рис. 7.5), вычисляют эквивалентную динамическую нагрузкуприпеременномрежименагру-

жения:

PE

= 3 P13L1 + P23L2 + + Pn3Ln , (7.4)

 

L1 + L2 + + Ln

где Рі и Li — соответственно постоянная эквивалентная нагрузка (радиальная или осевая) на i-м режиме и продолжительность ее действия в миллионах оборотов. Если Li задана

в часах (L hi), то ее пересчитывают на миллионы оборотов с учетом частоты вращенияп i, мин–1:

L = 60n

L

/106.

(7.5)

i

i

hi

 

Для подшипников, работающих при типовых режимах нагружения (см. рис. 2.3), расчеты удобно вести с помощью коэффициента эквивалентности КЕ:

Режим работы …… 0

I

II

III

IV

V

КЕ ……..……............ 1,0

0,8

0,63

0,56

0,5

0,4

При этом по известным максимальным длительно действующим силам Fr1max, Fr2max ,F amax (соответствующим максимальному из длительно действующих моменту Т = Тmах) находят эквивалентные нагрузки [14]:

Fr1 = KEFr1max , Fr2 = KEFr2max , FA = KEFAmax ,

по которым в соответствии c п. 2–6 ведут расчет подшипников как при постоянной нагрузке.

7. Определяют скорректированный по уровню надежности и условиям применения расчетный ресурс (долговечность) подшипника, ч:

7.2. Подбор подшипников

129

 

C k 106

 

Lsah

= a1a23

 

,

 

 

P

60n

 

где С — базовая динамическая грузоподъемность подшипника (радиальная Сr или осевая Са), Н; Р — эквивалентная динамическая нагрузка (радиальнаяР r или осевая Ра, а при Рпеременном режиме нагружения Еr илиР Еa), Н; k — показатель степени: k = 3 для шариковых и k = 10/3 для роликовых подшипников; п — частота вращения кольца, мин–1; а1 коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от надежности, принимают по табл. 7.6; a23 — коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от особых свойств подшипника, которые он приобретает, например, вследствие применения специальных материалов, специальных процессов производства, специальной конструкции, а также от условий его работы (соответствие характеристик смазочного материала требуемым, наличие инородных частиц, вызывающих изменение свойств материала).

Вместо индекса s в обозначении ресурса записывают s = 100 – Pt, где Pt — надежность при определении ресурса. Так, при 90 %-ной надежности —

L10a, при 95 %-ной — L5a, при 97 %-ной — L3a.

Таблица 7.6

Обозначение

Коэффициент

Вероятность

безотказной

ресурса

надежности

 

1

работыР

t, %

 

 

 

L10a

1

 

90

 

L5a

0,62

 

95

 

L4a

0,53

 

96

 

L3a

0,44

 

97

 

L2a

0,33

 

98

 

L1a

0,21

 

99

 

Для обычных условий применения подшипников (материал обычной плавки, наличие перекосов колец, отсутствие надежной гидродинамической пленки масла) значения коэффициента a23 принимают следующие:

Для шарикоподшипников (кроме сферических) ………...................…. 0,7...0,8

Для роликоподшипников конических …………………........................…. 0,6...0,7

Для роликоподшипников цилиндрических, шарикоподшипников сферических двухрядных…………..............…. 0,5...0,6

Для роликовых радиальных двухрядных сферических подшипников …………………...................................…... 0,3...0,4

Формулыотсправедливы10 мин

при частотах вращения

–1до предельных

no каталогу, а также если Рr

(или Ра), а при переменных нагрузках Рr mах

(или Ра mах) не превышают 0,5С

r (или 0,5С а).

 

130 Глава 7. Конструирование подшипниковых узлов

В некоторых случаях по формуле расчета ресурса вычисляют допустимую нагрузку Рr (или Ра). Для подшипников, работающих при малых частотах вращения и рассчитанных на небольшой ресурс, вычисленная таким образом допустимая нагрузка может превышать статическую грузоподъем-

ность, что недопустимоПоэтому. применимость формул ограничена условием

Рr С0r (или Ра С0а ).

8. Оценивают пригодность намеченного типоразмера подшипника. Подшипник пригоден, если расчетный ресурс больше или равен требуемому:

L L.

sah sah

Если в одной опоре устанавливают рядом два одинаковых радиальных или радиально-упорных однорядных подшипника, специально подобранных так, чтобы они работали как один узел, то эта пара подшипников рассматривается как один двухрядный подшипник. При определении эквивалентной нагрузки Рr значения коэффициентов X и Y принимают как для двухрядных подшипников: для шарикоподшипников — по табл. 7.1; для роликоподшипников — по п. 5 (см. с. 126–128). При определении ресурса по формуле п. 7 вместоС rподставляют базовую динамическую радиальную

грузоподъемность Сr сум комплекта из двух подшипников: для шарикопод-

шипниковС

r сум = 1,625С r, для роликоподшипниковС

r сум = 1,714С r. Базовая

статическая радиальная грузоподъемность такого комплекта равна удвоенной номинальной грузоподъемности одного однорядного подшипника

С0r сум = 2С0r .

Если по конструктивному исполнению подшипниковый узел представляет собой два самостоятельных подшипника, которые заменяют независимо друг от друга, то ресурс определяют исходя из того, что всю нагрузку, действующую на опору, воспринимает один подшипник.

Пример 1. Подобрать подшипники качения для опор выходного вала цилиндрического зубчатого редуктора (рис. 7.6). Частота вращения вала n = 120 мин–1. Требуемый ресурс при вероятности безотказной работы

90 %:L10ah = 25 000 ч. Диаметр посадочных поверхностей вала d = 60 мм. Силы в зацеплении при передаче максимального из длительно действующих момента: окружная Ft = 9600 Н; радиальная Fr = 3680 Н; осевая Fa = 2400 Н. Режимны нагружения II (средний равновероятный). Возмож кратковременные перегрузки до 150 % номинальной нагрузки. Условия эксплуатацииы подшипников — обычные. Ожидаемая температура работ tраб = 50 °С. На выходном валу редуктора предполагается установка упругой муфты со стальными стержнями, номинальный вращающий момент

поТкаталогу н = 1720 Н·м. Допустимое радиальное смещение соединяемых муфтой валов при монтаже = 0,25 мм. Линейные размеры: l = 120 мм;

l1 = 60 мм; l2 = 48 мм; d2 = 288 мм.

Решение1. . Радиальныеa реакции опор от сил в зацеплении (рис. 7.6, ):

7.2. Подбор подшипников

131

Рис. 7.6

• в плоскости YOZ

ΣМ 1 = 0; Fr (l – l1 ) + Fa d2/2 – Rl = 0;

R= [Fr (l – l1) + Fa d2 /2]/l = [3680(120 – 60) + 2400 · 288/2]/120 = 4720 H;

ΣМ 2 = 0; Rl + Fa d2 /2 – F rl1 = 0;

R= [Fr l1 Fa d2 /2]/l = [3680 · 60 – 2400 · 288/2]/120 = –1040 H.

Знак минус означает, что действительное направление вектора Rпротивоположно предварительно заданному. Предварительно направление

вектора Rбыло принято совпадающим с направлением оси Y, действи-

тельное направление Rпротивоположно направлению оси Y.

Проверка: ΣY = R

Fr + R= −1040 − 3680 + 4720 = 0 — реакции

найдены правильно;

 

 

 

• в плоскости XOZ

 

 

ΣМ 1 = 0; Rl Ft (l

– l1) = 0; R= Ft (l – l1)/l = 9600(120 – 60)/120 =

= 4800 H;

 

 

 

ΣM 2 = 0; –R l + Ft l 1 = 0; R

= Ft l1/l = 9600 · 60/120 = 4800 H.

Проверка: ΣX = R

Ft + R= 4800 – 9600 + 4800 = 0 — реакции

найдены правильно.

 

 

 

Суммарные реакции опор:

 

R1 =

R12г + R12в =

48002 +(1040)2 = 4911H;

R2 =

R22г + R22в =

48002 +47202 = 6732 H.

132

Глава 7. Конструирование подшипниковых узлов

2. Радиальные реакции опор от действия муфты. Радиальная жесткость муфты со стальными стержнями

Cp = 180T н1/3 = 180 · 17201/3 = 2157 Н/мм.

Радиальная сила Fк на валу от упругой муфты (см. 7.2)

Fк = С р∆ = 2 157 · 0,25 = 539 Н.

Реакции от силы Fк (рис. 7.6, б):

ΣМ 1 = 0; Fк (l + l2) – Rl = 0; R= Fк(l + l2)/l = 539(120 + 48)/120 = = 754,6 H;

ΣM 2 = 0; Fкl2 Rl = 0; R= Fк l2/l = 539 · 48/120 = 215,6 H. Проверка: –F к + RR= –539 + 754,6 – 215,6 = 0 — реакции най-

дены правильно.

В дальнейших расчетах направления векторов реакций опор от действия муфты условно принимают совпадающими с направлениями векторов реакций от сил в зацеплении.

3. Реакции опор для расчета подшипников:

Fr1 max = R1 + R= 4911 + 215,6 ≈ 5127 Н;

Fr2 max = R2 + R= 6732 + 754,6 ≈ 7487 Н.

Внешняя осевая сила, действующая на вал, FA max = Fa = 2400 Н.

4. Для типового режима нагружения II коэффициент эквива-

Е= 0,63. Вычисляем эквивалентные нагрузки: Fr1 = КЕ Fr1 max =

=0,63 · 5127 = 3230 Н; Fr2 = КЕ Fr2 max = 0,63 · 7487 = 4717 Н; FA =

=КЕ FA max = 0,63 · 2400 = 1512 Н (рис. 7.6, в).

5.Предварительно назначаем шариковые радиальные одно-

рядные подшипники серии диаметров 2: 212. Схема установки подшипников — «враспор».

6. Для принятых подшипников из табл. 24.10 находим:

Сr = 52 000 Н, С0r = 31 000 Н, d = 60 мм, D = 110 мм, D w = 15,875 мм, α = 0°.

7. Для радиальных шарикоподшипников из условия равновесия вала следует: Fal = 0, Fa2 = FA = 1512 Н. Дальнейший расчет выполняем для более нагруженного подшипника опоры 2.

8. Отношение Dw cos α/D pw = 15,875 cos 0°/85 = 0,19, где

Dpw = 0,5(D + d) = 0,5(110 + 60) = 85 мм.

B соответствии c табл. 7.2 имеем f0 = 14,2. Коэффициент осевого нагружения (см. табл. 7.1):

e = 0,

28

f0Fa

0,23

= 0,

28

14,2 1512

 

0,23

 

 

 

 

 

= 0,257.

 

 

C0 r

 

 

 

 

31000

 

 

9.Отношение Fa/(VFr) = 1512/(1 · 4717) = 0,321, что больше

е= 0,257 (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Окончательно при-

нимаем (см. табл. 7.1): X = 0,56, Y = 0,44/е = 0,44/0,257 = 1,71.

7.2. Подбор подшипников

133

10Принимаем. Кб = 1,4 (см. табл. 7.5); Кт = 1 (t раб < 100 °С).

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка

Pr = (VXF r + YFa)K бKт = (1 · 0,56 · 4717 + 1,71 · 1512) · 1,4 · 1 = 7318 Н.

11Расчетный. скорректированный ресурс подшипника при a1 = 1 (вероятность безотказной работы 90 %, см. таблa . 7.6), 23 = 0,7 (обыч-

ные условия применения, см. с. 129), k = 3 (шариковый подшипник)

L10ah

Cr

k

106

= 1 0,7

52 000

3

106

= 34 882 ч.

= a1a23

Pr

 

 

60n

 

7318

 

60 120

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетный ресурс больше требуемого: L10ah > L

10ah (34 882 > 25 000).

12. Проверка выполнения условия Pr max ≤ 0,5Сr.

Выполняем расчеты по пунктам 810

при наибольших зна-

чениях заданных сил переменного режима нагружения для подшипника более нагруженной опоры 2:

e = 0,28

 

f

0

F

Amax

0,23

= 0,28

 

14,2 2400

0,23

= 0,286.

 

 

 

 

 

31 000

 

 

 

 

 

C0 r

 

 

 

 

 

Отношение FA mах/(VFr 2mах) = 2400/(1 · 7487) = 0,321, что больше е = 0,286. Следовательно: X = 0,56, Y = 0,44/е = 0,44/0,286 = 1,54.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка

Pr max = (VXFr 2max + YFA mах)К бКт = (1 · 0,56 · 7487 + 1,54 · 2400) · 1,4 · 1 = = 11 044 Н.

Условие Pr max ≤ 0,5Сr выполнено: 11 044 < 0,5 · 52 000 = 26 000 Н.

13. Так как расчетный ресурс больше требуемого и выполнено условие Pr max ≤ 0,5Сr, то предварительно назначенный подшипник 212 пригоден. При требуемом ресурсе надежность выше 90 %.

Пример 2. Подобрать подшипники для опор вала редуктора привода цепного конвейера (рис. 7.7). Частота вращения вала п = 200 мин–1. Требуемый ресурс при вероятности безотказной работы 90 %: L10ah = 20 000 ч.

Рис. 7.7

Диаметр посадочных поверхностей вала d = 45 мм. Максимальные длительно действующие силыF : r1 max = 9820 Н, FAmax = 8040 Н, Fa max = 3210 H. Режим нагружения III (средний нормальный). Возможны кратковременные

134 Глава 7. Конструирование подшипниковых узлов

перегрузки до 150 % номинальной нагрузки. Условия эксплуатации подшипников — обычные. Ожидаемая температура работы tраб = 45 °С.

Решение. 1. Для типового режима нагружения III коэффициент эквивалентности КЕ = 0,56.

Вычисляем эквивалентные нагрузки: Frl = КЕ Frl mах = 0,56 · 9820 =

= 5499 Н; Fr2 = = КЕ Fr2 max = 0,56 · 8040 = 4502 Н; FA = K E FA max = = 0,56 · 3210 = 1798 Н.

2. Предварительно назначаем конические роликовые подшипники серии диаметров 2: 7209А (см. табл. 24.16). Схема установки подшипников — враспор.

3. Для принятых подшипников из табл. 24.16 находим:

Сr = 62 700 Н, е = 0,4, Y = 1,5.

4Минимально. необходимые для нормальной работы ради- ально-упорных подшипников осевые силы:

Fa1 min

Fa2 min

=0,83е Fr1 = 0,83 · 0,4 · 5499 = 1826 Н,

=083e F r2 = 0,83 · 0,4 · 4502 = 1495 Н.

Находим осевые силы, нагружающие подшипники. Расчетная схема

соответствует рис. 7.4, а. Так как Fal min > Fa2 min и FA > 0, то по табл. 7.3

Fal = Fal min = 1826 H; Fa2 = Fa1 + FА

= 1826 + 1798 = 3624 H.

5. Отношение Fa1/(VF rl

) = 1826/(1 · 5499) = 0,33, что меньше

e = 0,4 (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1:

X = 1, Y = 0.

Отношение Fa2/(VFr2 ) = 3624/(1 · 4502) = 0,805, что больше е = 0,4.

Тогда для опоры 2: X = 0,4, Y = 1,5.

6. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для под-

шипников при Кб = 1,4 (см. табл. 7.5) и Кт = 1 (tpaб < 100 °С) в опорах 1 и 2:

Pr1 = VFrl KбKт = 1 ·

5499 ·

1,4 · 1 = 7699 Н,

Р r2 = (VXFr2 + YFa2)K бKт = (1 · 0,4

· 4502

+ 1,5 · 3624) · 1,4 · 1 = 10132 Н.

7. Для подшипника более нагруженной опоры 2 вычисляем

расчетный скорректированный ресурс приa 1 = 1 (вероятность безотказной

работы 90 %, cм. табл. 7.6), a23 = 0,6 (обычные условия применения,

с. 117) и k = 10/3 (роликовый подшипник):

 

 

 

 

C

k

 

106

= 1 0,6

 

62 700

10/3

106

= 21 754 ч.

L10ah = a1a23

r

60n

 

10 132

 

 

60 200

Pr

 

 

 

 

 

 

Fa1 min = 0,83eF

rl

= 0,83 · 0,4 · 5499 = 1826 Н,

Fa2 min = 0,83eF

r2

= 0,83 · 0,4 · 4502 = 1 495 H.

Расчетный ресурс больше требуемого: L10ah > L10ah (21 754 > 20 000). 8. Проверка выполнения условия Pr max ≤ 0,5 < Cr.

Выполняем расчеты по пунктам 46 при наибольших значениях заданных сил переменного режима нагружения для подшипника более нагруженной опоры 2.

7.2. Подбор подшипников

135

Минимально необходимые для нормальной работы подшипников

осевые силы:

 

 

 

Fa1 min = 0,83eF

r1

= 0,83 · 0,4 · 9820 = 3260 H,

 

Fa2 min = 0,83eF

r2

= 0,83 · 0,4 · 8040 = 2669 H.

 

Так как Fal min > Fa2 min

и FA > 0, то по табл. 7.3 Fal = Fal min = 3260 H;

Fa2 = Fal + FA = 3260 + 3210 = 6470 H.

Отношение Fa2/(VFr2 ) = 6470/(1 · 8040) = 0,805, что больше e = 0,4.

Тогда для опоры 2: X = 0,4, Y = 1,5.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для подшипника опоры 2:

Pr max = (VXFrmax + YFa max) КбКт = (1 · 0,4 · 8040 + 1,5 · 6470) · 1,4 · 1 = = 18 090 Н.

Условие Рr mах ≤ 0,5Сr выполнено: 18 090 < 0,5 · 62 700 = 31 350 Н.

9Т. ак как расчетный ресурс больше требуемого и выполнено условие Pr max ≤ 0,5Сr, то предварительно назначенный подшипник 7209А пригоден. При требуемом ресурсе надежность выше 90 %.

Пример 3. Подобрать подшипники качения для опор вала-червяка (рис. 7.8). Частота вращения вала п = 945 мин–1. Требуемый ресурс при вероятностиL′ безотказной работы 90 %: 10ah = 10 000 ч. Диаметр посадочных поверхностей вала d = 40 мм.

Максимальные длительно действу-

 

ющие силы: F r 1 max = 1550 Н,

 

Fr2 max = 2300 Н, FA max = 3000 Н. Ре-

 

жим нагружения IV (легкий). Воз-

 

можны кратковременные перегруз-

 

ки до 150 % номинальной нагрузки.

Рис. 7.8

Условия эксплуатации подшипни-

 

ков — обычные. Ожидаемая температура работы tраб = 75 °С.

Решение. 1. Для типового режима нагружения IV коэффициент эквивалентности КЕ = 0,5.

Вычисляем эквивалентные нагрузки: Fr1 К= Е Fr1 max = 0,5 · 1550 = 775 Н;

Fr2 = КЕ Fr2 max = 0,5 · 2300 = 1150 Н; FA = КЕ FAmax = 0,5 · 3000 = 1500 Н.

2. Предварительно назначаем шариковые радиально-упор- ные однорядные подшипники серии диаметров 2: 36208 (см. табл. 24.15). Установка подшипников осуществляется по схеме 2а «враспор».

3. Для принятых подшипников из табл. 24.15 находим:

Сr = 38 900 Н, С0r = 23 200 Н, d = 40 мм, D = 80 мм, D w = 12,7 мм, α = 12°.

4. Коэффициент минимальной осевой нагрузки для под-

шипника с углом контакта α = 12° (см. 7.3):

e= 0,57(F

rl

/C

0r

)0,22

= 0,57(775/23 200)0,22 = 0,27;

1

 

 

 

e ′ 4 = 0,57(F

r2

/C

0r

)0,22

= 0,57(1150/23 200)0,22 = 0,29.

2

 

 

 

136

Глава 7. Конструирование подшипниковых узлов

Минимально необходимые для нормальной работы радиально-упор- ных подшипников осевые силы:

Fa1 min = e1Fr1 = 0,27 · 775 = 210 H; Fa2 min = e2Fr2 = 0,29 · 1150 = 334 H.

Находим осевые силы, нагружающие подшипники. Расчетная схема соответствует рис. 7.4, а.

Так как Fa1min < Fa2min (210 < 334) и Fa > (Fa2 min Fal min) [1500 > (334 –

– 210)], то по табл. 7.3 Fa1 = Fa1min = 210 H; Fa2 = Fal + Fa = 210 + 1 500 = = 1710 H.

5.Отношение Dw cos α/ Dpw = 12,7 cos 12°/60 = 0,21, где Dpw =

=0,5(D + d) = 0,5(80 + 40) = 60 мм. B соответствии c табл. 7.2 имеем

f0 = 13,7.

Дальнейший расчет выполняем для более нагруженного подшипника опоры 2. Коэффициент осевого нагружения (см. табл. 7.1):

 

f

F

0 ,17

13,07 1710

0,17

e = 0,41

 

0 a

= 0,41

23 200

= 0,411.

 

C0 r

 

 

 

6.Отношение Fa/(VF r) = 1710/(1 · 1150) = 1,49, что больше

е= 0,411 (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Окончательно при-

нимаем (см. табл. 7.1): X = 0,45, Y = 0,55/е = 0,55/0,411 = 1,34.

7. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка

Pr = (VXFr + YFa )K бKт.

Принимаем Кб = 1,4 (см. табл. 7.5); Кт = 1 (tpa6 < 100 °С). Pr = (1 · 0,45 · 1150 + 1,34 · 1710) · 1,4 · 1 = 3932 Н.

8. Расчетный скорректированный ресурс подшипника при а1 = 1 (вероятность безотказной работы 90 %, табл. 7.6), a23 = 0,7 (обычные условия применения, см. с. 117), k = 3 (шариковый подшипник)

L10ah

Cr

k

 

106

=1

0,7

38 900

3

106

= 11 954 ч.

= a1a23

Pr

 

60n

 

3932

 

60 945

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетный ресурс больше требуемого: L10ah

> L10ah (11 954 > 10 000).

9Проверка.

 

выполнения условияP

rmax ≤ 0,5 C r. Выполняем

расчеты по пунктам 47 при наибольших значениях заданных сил пере-

менного режима нагружения:

 

 

e1′ = 0,57(F

rl mах/С 0r

)0,22 = 0,57(1550/23 200)0,22 = 0,314;

e2′ = 0,57(F

r2 mах/С 0r

)0,22 = 0,57(2300/23 200)0,22 = 0,343.

Минимально необходимые для нормальной работы радиально-упор-

ных подшипников осевые силы

 

 

F

 

=

e F

= 0,314 · 1550 = 487 H;

a1 min

 

1

r1 max

 

 

 

 

7.2. Подбор подшипников

137

F

=

eF

r2 max

= 0,343 · 2300 = 789 H.

 

a2 min

 

2

 

 

Находим осевые силы, нагружающие подшипники. Расчетная схема

соответствует рис. 7.4, а. Так как Fa1 min < Fa2 min (487 < 789) и FA > (Fa2 min

Fa1 min) [3000 > (789 – 487)], то по табл. 7.4 Fal = Fal min = 487 H; Fa2 = = Fal + FA = 487 + 3000 = 3487 H. Коэффициент осевого нагружения (см.

табл. 7.1):

 

f F

0,17

= 0,41

 

13,7

3487

 

0,17

e = 0,41

0 a

 

23

200

 

= 0,464.

 

C0 r

 

 

 

 

 

Отношение Fa/(VFr) = 3487/(1 · 2300) = 1,51, что больше е = 0,464 (V= 1 при вращении внутреннего кольца). Окончательно принимаем (см.

табл. 7.2): X = 0,45, Y = 0,55/е = 0,55/0,464 = 1,19.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка

Pr max = (VXFr max

+ YFa max)K бKт = (1 · 0,45 · 2300 + 1,19 · 3487) · 1,4 · 1 =

 

= 7258 H.

Условие Prmax

≤ 0,5Сr выполнено: 7258 < 0,5 · 23 200 = 11 600 Н.

10.

Так как расчетный ресурс больше требуемого и выпол-

нено условие Prmax ≤ 0,5 Сr, то предварительно назначенный подшипник 36208 пригоден. При требуемом ресурсе надежность выше 90 %.

Пример 4. Подобрать подшипники качения для фиксирующей опоры вала червяка (рис. 7.9). Частотап вращения вала = 970 мин–1. Требуемый ресурс

при вероятности безотказной работы 90 %: L

10ah = 12 500 ч. Диаметр по-

садочнойd поверхности вала = 40 мм.

 

Максимальные длительно действую-

 

щие силы: Fr1 max = 3500 Н, FA max =

 

= 5400 Н. Режим нагружения I (тяже-

 

лый). Возможны кратковременные

 

перегрузки до 150 % номинальной

 

нагрузки. Условия эксплуатации под-

Рис. 7.9

шипников — обычные. Ожидаемая

 

температура работы tpaб = 80 °С.

Решение. 1. Для типового режима нагружения I коэффициент эквивалентности КЕ = 0,8.

Вычисляем эквивалентные нагрузкиF : rl = KEFrl max = 0,8 · 3500 = 2800 Н;

FA = KEFa max = 0,8 · 5400 = 4320 H.

2. Предварительно назначаем шариковые радиально-упор- ные подшипники серии диаметров 2: 36208 с углом контакта α = 12°.

3. Для этих подшипников по табл. 24.15 имеем: d = 40 мм,

D = 80 мм, Dw = 12,7 мм, С0r = 23 200 Н, С r = 38 900 Н.

4. Подшипниковый узел фиксирующей опоры червяка образуют два одинаковых специально подобранных и скомплектованных радиально-упорных однорядных шарикоподшипника, которые рассма-

138

Глава 7. Конструирование подшипниковых узлов

тривают как один двухрядный подшипник, нагруженный силами Frl и Fal = FA. Для комплекта из двух шарикоподшипников имеем:

Сr сум = 1,625 Сr = 1,625 · 38 900 = 63 212 Н;

С0r сум = 2С 0r = 2 · 23 200 = 46 400 Н.

5.Отношение Dw cos α/D pw = 12,7 cos 12°/60 = 0,21, где

Dpw = 0,5(D + d) = 0,5(80 + 40) = 60 мм.

B соответствии c табл. 7.2 имеем f0 = 13,7. Коэффициент осевого нагружения (см. табл. 7.1):

 

f F

0 ,17

 

13,7

4320

0,17

e = 0,41

0 a

= 0,41

23

200

 

= 0,48.

 

C0 r

 

 

 

 

6.Отношение Fa/(VF r) = 4320/(1 · 2800) = 1,54, что больше

е= 0,48. По табл. 7.1 принимаем для двухрядного подшипника X = 0,74

иY = 0,88/е = 0,88/0,48 = 1,83.

7.Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для

подшипников при Кб = 1,4 (см. табл. 7.5); Кт = 1 (t раб < 100 °С):

Рr = (VXFr + YFa)K бKт = (1 · 0,74 · 2 800 +1,83 · 4320) · 1,4 · 1 = 13 969 Н.

8. Расчетный скорректированный ресурс подшипника при a1 = 1 (вероятность безотказной работы 90 %, табл. 7.6), a23 = 0,7 (обычные условия применения, с. 117), k = 3 (шариковый подшипник).

L10ah

 

Cr сум k

106

= 1 0,7

 

63 212

3

10

6

= 1114 ч.

= a1a23

 

60n

 

13 969

 

60 970

 

 

Pr

 

 

 

 

9Т. ак как расчетный ресурс меньше требуемогоL : 10ah L< ′10ah (1114 < 12 500), то предварительно назначенный подшипник 36208 не пригоден.

Проверим, подойдет ли подшипник шариковый радиально-упорный серии диаметров 2: 46208 (см. табл. 24.15), с углом контакта α = 26°.

1.Для этого подшипника по табл. 24.15 Сr = 36 800 Н.

2.Для комплекта из двух шарикоподшипников имеем

Сr сум = 1,625 Сr = 1,625 · 36 800 = 59 800 Н.

3. По табл. 7.1 для подшипника с углом α = 26° находим

е = 0,68.

 

4Отношение. F

a/(VF r ) = 4320/(1 · 2800) = 1,543, что больше

е = 0,68. По табл. 7.1 принимаем для двухрядного подшипника X = 0,67

и Y = 1,41.

5. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка при

Kб = 1,4; Kт = 1:

Pr = (VXFr + YFa)K бKт = (1 · 0,67 · 2800 + 1,41 · 4320) · 1,4 · 1 = 11 154 Н.

 

 

 

7.2. Подбор подшипников

 

 

139

k = 3

6Расчетный.

скорректированный ресурс приа

1 = 1, a23 = 0,7,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L10ah

Cr сум k

 

106

 

59 800

3

106

= 1853 ч.

= a1a23

Pr

 

60n

=1 0,7

11154

 

60 970

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Так как расчетный ресурс меньше требуемого: L 10ah < < L10ah (1853 < 12 500), то назначенный подшипник 46208 не пригоден.

Выполнив аналогичный расчет, можно убедиться в том, что не пригоден и подшипник 46308 серии диаметров 3 с углом контакта α = 26°, так как для этого подшипника Сr = 50 800 Н и, следовательно, для комплекта из двух подшипников Сr сум = 82 550 Н; расчетный ресурс L10ah = = 4874 ч, что меньше требуемого L10ah = 12 500 ч.

Проверим, подойдет ли подшипник шариковый радиально-упорный с углом контакта α = 36°.Дляd = 40 мм выпускают подшипники этого типа

только серии диаметров 4: 66408. Для этого подшипника Сr = 72 200 Н [11]. 1. Для комплекта из двух шарикоподшипников имеем Сr сум =

= 1,625 Сr = 1,625 · 72 200 = 117 325 Н.

2. По табл. 7.1 для подшипника с углом α = 36° находим

е = 0,95.

3.Отношение Fa/(VFr) = 4320/(1 · 2800) = 1,543, что больше

е= 0,95. По табл. 7.1 принимаем для двухрядного подшипника Х = 0,6,

Y = 1,07.

4.Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка при

Кб = 1,4; Кт = 1:

Pr = (VXF r + YF a)K бKт = (1 · 0,6 · 2800 + 1,07 · 4320) · 1,4 · 1 = 8823 Н.

и k = 3:

5. Расчетный скорректированный ресурс при а1 = 1, а23 = 0,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

= a a

 

Cr сум k

 

106

117 325

3

106

= 28 280 ч.

 

 

= 1 0,7

 

 

 

 

10ah

1 23

 

60n

 

60 970

 

 

 

 

Pr

 

8823

 

 

 

6. Так как расчетный pecypc больше требуемого: L10ah > >L 10ah (28 280 > 12 500), то предварительно назначенный подшипник 66408 пригоден.

Подшипник 66408 имеет сравнительно большие габариты (d = 40 мм,

D = 110 мм, В = 27 мм). Поэтому проверим, подойдет ли роликоподшипник

конический с большим углом конуса — условное обозначение 1027308A

(d = 40

мм, D = 90 мм, Tmax = 25,5 мм).

 

1Для.

этого подшипника по табл. 24.17 Сr = 69 300 Н, е = 0,83.

 

2. Для комплекта из двух роликоподшипников имеем Сr сум =

= 1,714

Сr = 1,714 · 69 300 = 118 780 Н.

 

3. Отношение F a/(VF r) = 4320/(1 · 2800) = 1,543, что больше

е = 0,83. Определим значение угла α:

140

Глава 7. Конструирование подшипниковых узлов

α = arctg (e/l,5) = arctg (0,83/1,5) = 28,96°.

Тогда для двухрядного роликового радиально-упорного подшипника:

Х= 0,67; Y = 0,67 ctg α = 0,67 ctg 28,96° = 1,21.

4.Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка при

Кб = 1,4; Кт = 1:

Pr = (VXFr + YFa )K бKт = (1 · 0,67 · 2800 + 1,21 · 4320) · 1,4 · 1 = 9945 Н.

 

5Расчетный.

ско

рректированный pecypc при a1 = 1, a23 = 0,6

и k = 10/3 (роликовый подшипник)

 

 

 

 

 

 

 

L10ah

Cr сум k

106

1 0,6

118 780

10/3

106

=

40 150 ч.

= a1a23

 

60n

=

 

9945

 

 

60 970

 

 

Pr

 

 

 

 

 

 

 

Расчетный pecypc больше требуемого: L10ah

> L10ah

(40 150 > 12 500).

6. Проверка выполнения условия Рr mах

≤ 0,5Сr сум.

Вычисляем эквивалентную динамическую радиальную нагрузку при

наибольших значениях заданных сил переменного режима нагружения:

Pr max = (VXF r mах + YFa max)K бKт = (1 · 0,67 · 3500 + 1,21 · 5400) · 1,4 · 1 = = 12 431 Н.

Условие Рr mах ≤ 0,5Сr сум выполнено: 12 431 < 0,5 · 118 780 = 59 390 Н.

7Т. ак как расчетный pecypc больше требуемого и выполнено условие Рr max ≤ 0,5Сr сум, то предварительно назначенный подшипник 1027308А пригоден. При требуемом ресурсе надежность выше 90 %.

Роликоподшипник конический 1027308A с большим углом конуса имеет меньшие размеры, чем шариковый подшипник 66408. Кроме того, радиально-упорные шариковые подшипники имеют бîльшую стоимость, чем конические роликоподшипники.

Окончательно принимаем для условий примера 4 роликоподшипник конический 1027308A.

Примечание. Для условий примера 4 рассмотрим случай установки рядом двух одинаковых подшипников 1027308А, которые при сборке специально не подбирают и не подгоняют и которые при необходимости могут быть заменены не комплектом, а независимо друг от друга. В этом случае вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку и pecypc для одного подшипника опоры, полагая, что только он воспринимает всю нагрузку.

Так как отношение Fa/(VF r) = 4320/(1 · 2800) = 1,543 больше е = 0,83, тo X = 0,4; Y = 0,72 (см. табл. 24.17).

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка при Кб = 1,4; Кт = 1:

Pr = (VXF r + YFa )K бKт = (1 · 0,4 · 2800 + 0,72 · 4320) · 1,4 · 1 = 5923 Н.

Расчетный скорректированный pecypc при а1 = 1, a23 = 0,6 и k = 10/3 (роликовый подшипник):

 

 

 

 

7.2. Подбор подшипников

141

Cr

k

106

69 300

10/3

106

L10ah = a1a23

P

 

 

60n

= 1 0,6 5923

 

 

60 970 = 37 485 ч.

 

r

 

 

 

 

 

 

 

Проверка выполнения условия Рr mах ≤ 0,5 Сr.

Вычисляем эквивалентную динамическую радиальную нагрузку при наибольших значениях заданных сил переменного режима нагружения:

Pr max = (VXFr max + YFa max)K бKт = (1 · 0,4

· 3500 + 0,72 · 5400) · 1,4 · 1 =

= 7403 Н.

 

Условие Рr mах ≤ 0,5Сr выполнено: 7403 < 0,5 · 69 300 = 34 650 Н.

Так как расчетный ресурс больше требуемого и выполнено условие Prmax ≤ 0,5 Cr, то возможен и некомплектный вариант установки подшипников 1027308A. При требуемом ресурсе надежность выше 90 %.

Пример 5. Подобрать подшипник качения для опоры вала коробки пере-

дач. Требуемый ресурс при вероятности безотказной работы 90 %: L10ah = = 10 000 ч. Диаметр посадочной поверхности вала d = 35 мм. Режимы работы подшипника:

F

= 1000 Н;

n = 1450 мин–1;

L

= 5000 ч;

 

rl

 

 

1

 

lh

 

F

= 1800 Н;

n = 1080 мин–1;

L

= 3000 ч;

 

r2

 

 

2

 

2h

 

F

r3

= 2900 Н;

n

3

= 810 мин–1;

L

= 2000 ч.

 

 

 

 

3h

 

Осевая нагрузка на всех режимах Fa = 0 Н. Возможны кратковременные перегрузки до 130 % номинальной нагрузки. Условия эксплуатации подшипника — обычные. Ожидаемая температура работы tраб = 45 °С.

Решение. 1. Определим продолжительность работы подшипника в миллионах оборотов на каждом режиме (см. 7.5):

L

 

= 60L

1h

n /106

= 60 · 5000 · 1450/106

= 435,0;

1

 

1

 

 

L

2

= 60L

2h

n /106

= 60 · 3000 · 1080/106

= 194,4;

 

 

2

 

 

L3 = 60L 3h n3/106 = 60 · 2000 · 810/106 = 97,2.

Общая продолжительность работы, млн об.:

L = L1 + L2 = 435,0 + 194,4 + 97,2 = 726,6.

2. Эквивалентные радиальные нагрузки при V = 1; X = 1;

Y = 0; Кб = 1,3; Кт = 1:

Prl = (VXFr + YFa)К бКт = (1 · 1 · 1000 + 0 · 0)1,3 · 1 = 1300 Н; Pr2 = (1 · 1 · 1800 + 0 · 0)1,3 · 1 = 2340 Н;

Pr3 = (1 · 1 · 2900 + 0 · 0)1,3 · 1 = 3770 Н.

3. Эквивалентная радиальная нагрузка при переменном режиме нагружения (см. 7.4):