4.4.1 Подбор подшипников по статической грузоподъемности

Подбор подшипников по статической грузоподъемности производиться при частотах вращения валов n меньших одного оборота в минуту. Он предупреждает остаточные деформации деталей.

Подбор производиться расчетом статической нагрузки F_о по действующим на опору нагрузкам (рис. 2), которая сравнивается со статической грузоподъемностью С_о данного подшипника по каталогу:

F_o < C_o (1)

Расчет статической нагрузки F_o производиться по формуле:

F_o = X_o * F_r + Y_o * F_a (2),

где X_o, Y_o - коэффициенты радиальной и осевой статической нагрузок, которые выбираются по табл. 1

F_r, F_a – радиальная и осевая нагрузки, Н.

Радиальная и осевая нагрузки, действующие на подшипник качения , определяются после составления расчетной схемы(рис. 3).

Допускаемая статическая грузоподъемность C_o – это такая статическая нагрузка, которой соответствует общая остаточная деформация тел вращения и колец в наиболее нагруженной точке контакта, равная 5 – 10 d (диаметр шарика).

2. Подбор подшипников по динамической грузоподъемности

Долговечность подшипников – это расчетный ресурс, измеряемый числом оборотов, в течении которого не менее 90% из данной группы подшипников при одинаковых условиях должны отработать без проявления признаков усталости металла.

Эквивалентная динамическая нагрузка радиальных радиально-упорных подшипников, F – это постоянная радиальная нагрузка, которая при приложении ее к подшипнику с вращающимся внутренним и неподвижным наружными кольцами обеспечивает такой же расчетный срок службы как и при действительных условиях нагружения и вращения.

Расчетная динамическая грузоподъемность С_р должна сравниваться с динамической грузоподъемностью С выбранного подшипника исходя из равенства:

С_р < C (3).

Выбор подшипника можно производить по номинальной долговечности сравнение ее номинального значения для данного выбранного по каталогу подшипника и вычисленного по формуле (4) с рекомендуемым его значением (см.стр.5):

C_p = F^k * L_h * n * 60 / 10⁶ (4)

Из формулы (4) можно определить долговечность подшипника:

L = (C / F)^k (5),

где F – эквивалентная нагрузка на подшипники,

K – степенной показатель, равный для шариковых подшипников k=3 и роликовых k=10/3.

Часовая долговечность подшипника L_h связана с долговечностью L:

L_h = (10⁶ * L) / 60*n (6),

где n – частота вращения вала в об/мин.

Часовую долговечность можно выбирать в пределах:

L_h = 12000 ч. при работе с перерывами

L_h = 20000 ч. при работе в одну смену без перерывов

L_h = 40000 ч. при круглосуточном и среднем режиме работе.

2.3 Определение эквивалентной динамической нагрузки

Эквивалентная динамическая нагрузка определяется по формуле:

F = (X * V * F_r + Y * F_a) * К_б *К_т (7),

где F_r ,F_a – радиальная и осевая нагрузки на наиболее нагруженную опору,

X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, определяемые по табл. 1 для радиальных шариковых и радиально-упорных подшипников и по табл. 2 для радиально-упорных роликовых подшипников.

V – коэффициент вращения колец подшипника.

V = 1 при вращения внутреннего кольца подшипника

V = 1,2 при вращении наружного кольца подшипника.

К_б – коэффициент безопасности.

К_б = 1 при спокойной нагрузки

К_б = 1,3…1,8 при работе с умеренными толчками

К_б = 2…3 при ударных нагрузках.

К_т – температурный коэффициент.

К_т =1 при t<125 град.

К_т = 1,05…1,4 при 125 < t < 250 град.