3.26. Определение эквивалентной динамической радиальной нагрузки для радиальных шариковых и радиально-упорных шариковых и роликовых подшипников качения.

Радиальный шариковый подшипник:

В основном предназначен для восприятия радиальных нагрузок, но может воспринимать и небольшие осевые нагрузки(приблизительно 0,25 от радиальной)

Если , то F_a не влияет на динамическую грузоподъемность →рассчитываем по короткой формуле

Если , по длинной формуле.

Радиальный роликовый подшипник:

Предназначен для восприятия только радиальных нагрузок.

Принимается X=1 и Y=0

радиально-упорный шариковый подшипник:

При расчете радиально-упорных подшипников необходимо учитывать, что в них при радиальном нагружении и отсутствии осевого зазора и натяга возникает осевая сила, принимаемая для шарикоподшипников S=e*F_r

e – коэффициент полезной осевой силы.

Если , то F_a не влияет на динамическую грузоподъемность →рассчитываем по короткой формуле

Если , по длинной формуле

радиально-упорный роликовый подшипник:

При расчете радиально-упорных подшипников необходимо учитывать, что в них при радиальном нагружении и отсутствии осевого зазора и натяга возникает осевая сила, принимаемая для роликоподшипников S=0,83e*F_r

e – коэффициент полезной осевой силы.

F_a`=F_a±S, “±” – в зависимости от направления

Если , то F_a не влияет на динамическую грузоподъемность →рассчитываем по короткой формуле

Если , по длинной формуле

k_б – коэффициент безопасности, k_Т – температурный коэффициент, вводимый только при повышенной рабочей температуре t>100⁰С

V=1 – если вращается внутреннее кольцо подшипника, V=1,2 – если наружное

Коэффициенты X и Y зависят от конструкции подшипника и параметра осевого нагружения e. (из таблицы)

3.27. Особенности определения осевых сил, нагружающих радиально-упорные подшипники качения.

При расчете радиально-упорных подшипников необходимо учитывать, что в них при радиальном нагружении и отсутствии осевого зазора и натяга возникает осевая сила, принимаемая для шарикоподшипников S=e*F_r , а для роликоподшипников S=0,83 e*F_r, где коэффициент 0,83 связан у них с другим законом распределения нагрузки между телами качения.

e – коэффициент полезной осевой силы.

За расчетную осевую нагрузку радиально-упорного подшипника при отсутствии внешней осевой нагрузки на вал принимают осевую составляющую радиальной нагрузки другого подшипника, если она больше осевой составляющей рассчитываемого подшипника.

При действии на вал осевой нагрузки F_А передаваемой на подшипник 1, расчетная осевая нагрузка подшипника

F_a1=F_A+S₂≥S₁, а на подшипник 2 F_a2=S₂

S₁ и S₂ – осевые составляющие радиальных нагрузок рассчитываемого подшипника 1 и подшипника 2 (минимальные необходимые для нормальной работы радиально-упорных подшипников осевые силы)

3.28. Как в расчетах подшипников качения на ресурс учитываются реальные условия эксплуатации.

Ресурс подшипника качения – это число оборотов, которое сделает одно из колец относительно другого до появления признаков усталости материала колец или тел качения.

При постоянной частоте вращения:

L_h=10⁶L/(60n), где L_h и L – ресурсы подшипников, выраженные в миллионах оборотов и в часах соответственно.

Базовый расчетный ресурс L₁₀ в миллионах оборотов, соответствующий 90%-ной вероятности безотказной работы, определяют для шариковых и роликовых подшипников соответственно по формулам: L₁₀=(C/P)³ и L₁₀=(C/P)^10/3, где С – базовая динамическая грузоподъемность подшипника, Р – эквивалентная динамическая нагрузка, которая зависит от значения радиальной и осевой нагрузок, условий работы, а также конструкции подшипника.

Скорректированный расчетный ресурс L_na определяют с учетом уровня требуемой надежности, специальных свойств и конкретных условий эксплуатации:

L_na=a₁a₂₃L₁₀

где n в индексе обозначает разность между 100%-ной и заданной надежностью; a₁ – коэффициент надежности, корректирующий ресурс в зависимости от требуемой надежности; a₂₃ – коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от условий работы, особых свойств материала и конструкции подшипника.

Для обычных условий принята 90%-ная вероятность безотказной работы (S=0,9), в этом случае а₁=1. Однако для ответственных узлов может потребоваться более высокая надежность, например, в авиационной и космиче­ской технике, атомной энергетике и в других областях

(S>0,9). В этом случае коэффициент надежности вычисляют по формуле:

.

Значения а₂₃ для подшипников приведены в таблицах, в зависимости от условий применения