Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проявление автоколебательных процессов. Особенности строения и работы шарикоподшипников. Учебное пособие
.pdf
Подшипник считается вышедшим из строя, если он пере-
стает удовлетворять одному или нескольким из перечисленных
требований.
Практика эксплуатации показывает, что в тех случаях, когда подшипник правильно смонтирован в узле, хорошо защищен
от вредного влияния внешней среды, не подвергается воздействию высокой температуры, он, как правило, выходит из строя
вследствие усталостного разрушения тел качения или колец.
Признаками начала процесса усталостного выкрашивания деталей подшипника являются повышение шумности, потеря точно-
сти вращения вала, возникновение вибраций [4].
Чем выше переменные контактные напряжения, возникающие на поверхности тел качения и беговых дорожках колец
подшипника, тем раньше начинается процесс их усталостного
разрушения. Для уменьшения контактных напряжений ограничивают нагрузку на подшипники, добиваются повышения точности их изготовления, устраняют радиальные зазоры, вызыва-
ющие повышенную неравномерность распределения нагрузки
по телам качения [Там же].
При высокой точности изготовления подшипника и отсут-
ствии радиального зазора между телами качения и кольцами
подшипника распределение нагрузки по шарикам (роликам) бу-
дет косинусоидальным (рис. 22). Если же после сборки в под-
шипнике имеется радиальный зазор, то внешнюю нагрузку воспринимает меньшее число тел качения и нагрузка, приходящая-
ся на наиболее нагруженное тело качения, возрастает [Там же].
Долговечность такого подшипника снижается.
Определить расчетным путем нагруженность тел качения
с учетом возможных отклонений в размерах деталей подшипни-
ка, наличия зазоров и других случайных факторов, трудно поддающихся учету, весьма сложно, особенно если на подшипник
наряду с радиальными действуют еще и осевые силы, способные
существенно перераспределить нагрузку по телам качения. В связи с этим практически невозможно расчетным путем однозначно
51
установить соответствие между действующей на подшипник
нагрузкой и его долговечностью. Это соответствие устанавлива-
ют на основе экспериментальных исследований [4].
Рис. 22. Распределение нагрузки между телами качения и кольцами
подшипника
В настоящее время для подшипников, выпускаемых промышленностью, такие испытания проведены и установлена связь
между действующими на подшипник нагрузками и его долговечностью. Это обстоятельство исключает необходимость при проектировании машин производить расчет нагруженности деталей
подшипников качения. Подшипники не рассчитываются в пря-
мом понимании этого слова, как, например, валы, болты, а подбираются из числа стандартных, на основе стандартных методик,
разработанных для случаев вращающихся и не вращающихся
подшипников [4–6].
В первом случае расчет ведут по динамической грузоподъемности (из условий отсутствия усталостных повреждений в те-
чение расчетного срока службы), а во втором – по статической
грузоподъемности (из условий предупреждения пластической
деформации) [4].
52
11. БИЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ
Термин
Определение
Радиальное биение внутреннего кольца собранного радиального (радиально-упорного подшипни-
ка) Kia
Разность между наибольшим и наименьшим расстояниями в радиальном направлении от неподвижной точки на наружной цилиндрической поверхности подшипника до поверхности отверстия
при вращении внутреннего кольца. В направлении
указанной неподвижной точки тела качения должны быть в контакте с дорожками качения колец,
а у конического подшипника – и с опорным торцом бортика широкого торца внутреннего кольца
Радиальное биение
наружного кольца собранного радиального
(радиально-упорного)
подшипника Kea
Разность между наибольшим и наименьшим
расстояниями в радиальном направлении от неподвижной точки на поверхности отверстия
внутреннего кольца до наружной цилиндрической поверхности подшипника при вращении
наружного кольца. В направлении указанной
неподвижной точки тела качения должны быть
в контакте с дорожками качения колец, а у конического подшипника – и с опорным торцом
бортика широкого торца внутреннего кольца
Во время эксплуатации в подшипниках начинаются про-
цессы биения.
В табл. 1 приведены параметры подшипников, которые позволяют установить предельные границы биения в подшипниках.
Таблица 1
Точность вращения колец собранных подшипников
53
Окончание табл. 1
Термин
Определение
Осевое биение внутреннего кольца собранного
радиального (радиальноупорного) подшипника Sia
Разность между наибольшим и наименьшим
расстояниями в осевом направлении от базового
торца внутреннего кольца до точки, неподвижно
связанной с наружным кольцом, на расстоянии
от оси подшипника, равном половине диаметра
дорожки качения внутреннего кольца при вращении внутреннего кольца. Дорожки качения
наружного и внутреннего колец должны быть
в контакте со всеми шариками
Осевое биение наружного
кольца собранного радиального (радиально-упорного) подшипника Sea
Разность между наибольшим и наименьшим расстояниями в осевом направлении от базового торца наружного кольца до точки, неподвижно связанной с внутренним кольцом, на расстоянии
в радиальном направлении от оси подшипника,
равном половине диаметра дорожки качения
наружного кольца при вращении наружного кольца. Дорожки качения наружного и внутреннего
колец должны быть в контакте со всеми шариками
Торцовое биение базового торца внутреннего
кольца Sd
Наибольшее изменение относительного положения в радиальном направлении, параллельном
плоскости, касательной к базовому торцу наружного кольца, точек, расположенных на общей
образующей наружной цилиндрической поверхности, на расстоянии от торцов, равном наибольшему предельному осевому размеру фаски
Осевое биение дорожки
качения тугого (свободного) кольца упорного
подшипника Si, (Se)
Разность между наибольшим и наименьшим
расстояниями в осевом направлении от середины дорожки качения до опорного торца кольца
Примечание. Дорожки качения колец (а у конических роликовых подшипников и опорный торец внутреннего кольца) находятся в контакте со всеми телами качения, а плоскости, проходящие через середины дорожек качения внутреннего и наружного колец, приблизительно параллельны друг другу.
В табл. 26 приведены параметры предельных отклонений
и биения, в рамках которых могут работать шарикоподшипники.
54
55
D, мм
∆D
mp
нижнее*
∆D
s
**
V
Dp
для подшипников
V
Dmp
K
ea
S
ea
***
открытого
закры-
кры-
того
серии диаметров
верхнее
нижнее
0;
8;
9
1;
7
2(5);
3(6); 4
2(5);
3(6);
4
не более
6–18
–8
+2
–10
10
8
6
10
6
15
40
18–30
–9
+2
–11
12
9
7
12
7
15
40
30–50
–11
+3
–14
14
11
8
16
8
20
40
50–80
–13
+4
–17
16
13
10
20
10
25
40
80–120
–15
+5
–20
19
19
11
26
11
35
45
120–150
–18
+6
–24
23
23
14
30
14
40
50
150–180
–25
+7
–32
31
31
19
38
19
45
60
180–250
–30
+8
–38
38
38
23
–
23
50
70
,
s
= B
s
Таблица 2
радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников класса точности 0
Предельные отклонения и биения (мкм) наружных колец шариковых и роликовых
* Верхние предельные отклонения равны нулю.
** Двухточечное измерение подшипников серий диаметров 8; 9; 1; 2 (5); 3 (6) и 4; для серий диаметров 8 и 9 при
D < 22 мм; 1 при D < 80 мм; 2(5) при D < 315 мм. Значения, приведенные в таблице, недействительны для закрытых под-
того же подшипника.
*** Для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников (кроме сферических. Примечание: C
BS
= V
CS
шипников.
V
56
Таблица 3
d, мм
∆d
mp
ниж
нее*
∆d
s
**
V
dp
для серии
диаметров
V
dmp
K
ia
S
d
S
ia
***
ΔB
s
* нижнее
для подшипника
V
Bs
,
не
более
верх-
нее
ниж-
нее
0;
8;
9
1;
7
2(5);
3(6);
4
Оди-
нар-
ного
Сдвоенного
(комплект-
ного****)
не более
10–18
–7
+1
–8
9
7
5
5
7
10
12
–120
–250
10
18–30
–8
+1
–9
10
8
6
6
8
10
12
–120
–250
10
30–50
–10
+1
–11
13
10
8
8
10
10
12
–120
–250
10
50–80
–12
+2
–14
15
15
9
9
10
12
15
–150
–380
12
80–120
–15
+3
–18
19
19
11
11
13
12
15
–200
–380
12
конусообразность отверстий шариковых и роликовых подшипников – не бо-
S
.
mр
радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников класса точности 6
Предельные отклонения и биения (мкм) внутренних колец шариковых и роликовых
* Верхние предельные отклонения равны нулю.
** Двухточечное измерение подшипников серий диаметров 8; 9; 1; 2 (5); 3 (6) и 4; 1 при d < 60 мм.
*** Для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников (кроме сферических).
****Для колец подшипников, предназначенных для сдвоенных или комплектных подшипников.
Примечания: 1. Наибольший предельный размер ширины внутреннего кольца подшипников с коническим отвер-
2. Непостоянство ширины внутренних колец сферических подшипников с коническим отверстием не контролируют.
3. При использовании параметра D
стием не должен превышать номинальный размер.
лее 50 % допуска на d
57
Таблица 4
D, мм
∆D
mp
нижнее*
∆D
s
**
V
Dp
*** для подшипников
V
Dmp
K
ea
S
ea
****
V
Cs
открытого
закрытого
серии диаметров
верх-
нее
ниж-
нее
0;
8;
9
1;
7
2(5);
3(6);
4
1; 7; 2(5);
3(6); 4
не более
6–18
–7
+1
–8
9
7
5
9
5
8
20
15
18–30
–8
+1
–9
10
8
6
10
6
9
20
20
30–50
–9
+2
–11
11
9
7
13
7
10
20
20
50–80
–11
+2
–13
14
11
8
16
8
13
20
20
80–120
–13
+2
–15
16
16
10
20
10
18
22
25
120–150
–15
+3
–18
19
19
11
25
11
20
25
25
150–180
–18
+3
–21
23
23
14
30
14
23
30
30
180–250
–20
+4
–24
25
25
15
–
15
25
35
30
того же подшипника.
s
= B
s
радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников класса точности 6
Предельные отклонения и биения (мкм) наружных колец шариковых и роликовых
* Верхнее предельное отклонение равно нулю.
** Двухточечное измерение подшипников серий диаметров 8; 9; 1; 2 (5); 3 (6) и 4; для серии диаметров 8 и 9 при
*** Для колец до монтажа упорного пружинного кольца и защитной шайбы или после их снятия.
**** Для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников (кроме сферических).
Примечание. C
D < 22 мм; 1 при D < 95 мм. Значения недействительны для закрытых подшипников.
58
Таблица 5
d, мм
∆d
mp
∆d
s
**
V
dp
для серии
диаметров
V
dmp
K
ia
S
d
S
ia
***
ΔB
s
нижнее*
для подшипника
V
Bs
,
не более
0;
8;
9
1; 7;
2(5);
3(6);
4
Одинар-
ного
Сдвоенного
(комплект-
ного)
****
нижнее*
не более
10–18
–5
–5
5
4
3
4
7
7
–80
–250
5
18–30
–6
–6
6
5
3
4
8
8
–120
–250
5
30–50
–8
–8
8
6
4
5
8
8
–120
–250
5
50–80
–9
–9
9
7
5
5
8
8
–150
–250
6
90–120
–10
–10
10
8
5
6
9
9
–200
–380
7
.
mp
непостоянство единичного диаметра и конусообразность отвер-
s
радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников класса точности 5
Предельные отклонения и биения (мкм) внутренних колец шариковых и роликовых
* Верхние предельные отклонения равны нулю.
** Двухточечное измерение подшипников серий диаметров 8; 9; 1; 7; 2 (5); 3 (6) и 4.
*** Для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников (кроме сферических).
**** Для колец подшипников, предназначенных для сдвоенных или комплектных подшипников.
Примечание: При использовании параметра d
стий шариковых и роликовых подшипников – не более 50 % допуска на d
59
Таблица 6
D, мм
∆D
mp
∆D
s
**
V
Dp
*** для серии
диаметров
V
Dmp
K
ea
S
D
S
ea
****
V
Cs
0; 8; 9
1; 7; 2(5);
3(6); 4
нижнее*
не более
6–18
–5
–5
5
4
3
5
8
8
5
18–30
–6
–6
6
5
3
6
8
8
5
30–50
–7
–7
7
5
4
7
8
8
5
50–80
–9
–9
9
7
5
8
8
10
6
80–120
–10
–10
10
8
5
10
9
11
8
120–150
–11
–11
11
8
6
И
10
13
8
150–180
–13
–13
13
10
7
13
10
14
8
180–250
–15
–15
15
11
8
15
11
15
10
тoгo же подшипника.
s
= B
s
радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников класса точности 5
Предельные отклонения и биения (мкм) наружных колец шариковых и роликовых
* Верхние предельные отклонения равны нулю.
** Двухточечное измерение подшипников серий диаметров 8; 9; 1; 7; 2 (5); 3 (6) и 4; для серии диаметров 8 и 9 при
*** Значения недействительны для закрытых подшипников.
**** Для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников (кроме сферических).
Примечание. C
D < 22 мм. Значения недействительны для закрытых подшипников.
12. РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
ПО ДИНАМИЧЕСКОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ
Под динамической грузоподъемностью С радиальных
и радиально-упорных подшипников понимают постоянную ра-
диальную нагрузку, которую группа идентичных подшипников
может выдержать в течение расчетного срока службы, исчисляемого в 1 млн оборотов внутреннего кольца подшипника, без
появления признаков усталостного выкрашивания тел качения
или беговых дорожек колец [4].
Следует обратить внимание на то, что именно группа,
а не каждый из группы идентичных подшипников может в тече-
ние расчетного срока службы выдержать без следов усталостного разрушения радиальную нагрузку, численно равную динамической грузоподъемности. Отдельные подшипники вследствие
значительного рассеивания их ресурса могут выйти из строя
раньше расчетного срока службы [Там же].
В соответствии с существующими нормами группа идентичных подшипников считается способной выдержать заданную
нагрузку, если не более 10 % из них выйдут из строя в течение
расчетного срока службы. Практически это означает, что около
10 % подобранных по существующим нормам подшипников мо-
гут простоять в машине меньше требуемого (расчетного) срока
службы. Средний же ресурс остальных подшипников, как показывает практика, в 3–5 раз превышает расчетный, а максимальный ресурс отдельных подшипников еще в несколько раз пре-
вышает средний [Там же].
На основе экспериментальных исследований установлена
следующая зависимость (рис. 23) между нагрузкой Р подшипника и его ресурсом (долговечностью) L :
Рр L = const,
где р – показатель кривой выносливости (р = 3 для шариковых
подшипников и р = 10/3 ≈ 3,33 для роликовых).
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]