2.7 Підбір підшипників та перевірка їх за динамічною вантажопідйомністю

Для визначення довговічності підшипників необхідно попередньо визначити реактивні сили, які діють в місці встановлення підшипників на вал. Для цього вал розглядають як двохопорну балку. На балку (вал) діють сили в зубчатому зачепленні та сили, що виникають в ланцюговій (або пасовій) передачі. Реакції розраховуються в горизонтальній та вертикальній площинах за методами статики. На підшипники діють сумарні реакції, які є геометричною сумою горизонтальних та вертикальних реакцій.

Дані для розрахунків довговічності радіально-упорних конічних підшипників вибираються з ГОСТ 333–79 (таблиця 7.1).

Після визначення осьових складових реакцій у роликових радіально-упорних підшипниках розраховуються їх осьові навантаження за формулами у таблиці 7.2.

Потім розрахунки ведуться паралельно для обох підшипників з метою визначення того підшипника, який більш навантажений.

По відношенню визначається, чи слід враховувати осьову силу при розрахунку еквівалентного навантаження. Якщо відношення менше коефіцієнта осьового навантаження е (таблиця 7.1), то осьова сила не враховується, якщо відношення менше коефіцієнта осьового навантаження е – осьова сила враховується. У відповідності від цього вибираються розрахункові коефіцієнти згідно з таблиця 7.3.

Еквівалентне навантаження на підшипник визначається за формулою

, (7.1)

де X, Y – коефіцієнти, відповідно радіального та осьового навантаження, таблиця 7.3;

V – коефіцієнт обертання кільця, таблиця 7.4;

К_δ – коефіцієнт безпеки, таблиця 7.5;

К_Т – температурний коефіцієнт, таблиця 7.6.

Таблиця 7.1-Роликові підшипники конічні однорядні, ГОСТ 333 – 79

Умовне позначення	d	D	T	C		e		Y
	мм				кН
7203 7204 7205 7206 7207 7208 7209 7210 7211 7212	17 20 25 30 35 40 45 50 55 60	40 47 52 62 72 80 85 90 100 110	13,25 15,25 16,25 17,25 18,25 19,25 20,75 21,75 22,75 23,75	14,0 21,0 24,0 31,5 38,5 46,5 50,0 56,0 65,0 78,0		0,31 0,36 0,36 0,36 0,37 0,38 0,41 0,37 0,41 0,35		1,97 1,67 1,67 1,64 1,62 1,56 1,45 1,60 1,46 1,71
7304 7305 7306 7307 7308 7309 7310 7311 7312	20 25 30 35 40 45 50 55 60	52 62 72 80 90 100 110 120 130	16,25 18,25 20,75 22,75 25,25 27,25 29,25 31,5 33,5	26 33 43 54 66 83 100 107 128		0,30 0,36 0,34 0,32 0,28 0,28 0,31 0,33 0,30		2,03 1,67 0,78 1,38 2,16 2,16 1,94 1,80 1,97

Таблиця 7.2-Формули для розрахунку осьових навантажень

Умови навантаження	Осьові навантаження
;	;
;
;	;

Таблиця 7.3-Значення коефіцієнтів X та Y для однорядних радіально-упорних роликових підшипників

X	Y	X	Y
1	0	0,4	По ГОСТ 333-79 (табл. 8.1)

Таблиця 7.4-Коефіцієнт обертання кільця V

Кільце підшипника, що обертається	Коефіцієнт обертання кільця V
Внутрішнє	1
Зовнішнє	1,2

Після визначення еквівалентного навантаження F_e розраховується на довговічність той підшипник, у якого більше це навантаження. Розрахункова довговічність у мільйонах обертів визначається за формулою, млн.об.

, (7.2)

або

, (7.3)

Таблиця 7.5-Коефіцієнт безпеки К_δ.

Характер навантаження	Кδ	Приклади використання
Спокійне без поштовхів	1,0	Ролики стрічкових конвеєрів
Легкі поштовхи, короткочасні перевантаження до 125%	1,0...1,2	Прецизійні зубчасті передачі, металорізальні верстати (крім стругальних і довбальних), блоки, легкі вентилятори
Помірні поштовхи, вібраційне навантаження, короткочасне перевантаження до 150%	1,3...1,5	Букси рейкового рухливого складу, зубчасті передачі 7-й і 8-й ступенів точності, редуктори всіх конструкцій, гвинтові конвеєри
Те ж в умовах підвищеної надійності	1,5...1,8	Центрифуги, потужні електричні машини, енергетичне обладнання

Таблиця 7.6- Температурний коефіцієнт К_Т.

Робоча температура підшипника, С˚	≤100	125	150	175	200	225
Температурний коефіцієнт КТ	1,0	1,05	1,15	1,25	1,35	1,40

Розрахункова довговічність у годинах визначається за формулою, год.

, (7.4)

Для зубчатих редукторів ресурс роботи за ГОСТ 16162 – 85 може перевищувати 36000 год. (такий ресурс роботи самого редуктора), але повинен бути не менше 12000 год. (мінімально допустима довговічність за умови заміни підшипників при ремонті редуктора).