3.29. Для каких условий эксплуатации предназначены шариковые радиальные двухрядные сферические подшипники? Подбор подшипников этого типа по заданным нагрузке и ресурсу l.

Могут воспринимать значительные радиальные нагрузки, а также осевые нагрузки в любом направлении. Такие подшипники следует устанавливать на длинных валах, подверженных значительным прогибам, а так же там, где не может быть обеспечена строгая соосность посадочных мест, в частности, при монтаже подшипников в отдельно стоящих корпусах. Внутренняя поверхность наружных колец выполнена сферической, что обеспечивает нормальную работу подшипников даже при перекосах оси внутреннего кольца относительно оси наружного кольца до 4⁰.

Если задан ресурс L и нагрузка, действующая на подшипник, то выбор подшипника будем осуществлять по С_r – динамическая грузоподъемность.

(в часах) - ресурс подшипника – число оборотов, которое сделает одно из колец относительно другого до появления признаков усталости материала колец или тел качения.

n – частота вращения кольца подшипника;

P_r - эквивалентная динамическая нагрузка, которая учитывает условия нагружения и конструкцию подшипника.

Эквивалентная нагрузка для шарикового радиального двурядного сферического подшипника:

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

Если , то Х=1 Y=0,63/e

Если , то Х=0,65 Y=0,98/e

V - коэффициент вращения

Для сферических подшипников в любом случае вращения V=1.

3.30. Почему целесообразно конструировать опоры качения так, чтобы относительно радиальной нагрузки вращалось внутреннее, а не наружное кольцо подшипника?

С ки­нематической точки зрения подшипник (рис. 17.7, а) можно рас­сматривать как планетарный механизм (рис. 17.7, б), в котором роль водила выполняет сепаратор, а тела качения являются са­теллитами.

В соответствии с теоремой Виллиса

Где п_в, п_н и п_с — частоты вращения соответственно внутренне­го кольца, наружного кольца и сепаратора; D_н, D_в — соответст­венно диаметры окружностей расположения точек контактов тел качения на наружном и внутреннем кольцах (см. рис. 17.7, а). Учитывая, что

D_н =D_pw+D_w cos а и D_в =D_pw - D_w cos а

формулы находим частоту вращения сепаратора

где f_g – геометрический параметр

Если внутреннее кольцо неподвижно (n_в=0), то за один оборот сепаратора наиболее нагруженная точка А на внутреннем кольце получает число циклов нагружений, равное числу тел качения Z (см. рис. 17.7,6). За один оборот наружного кольца сепаратор делает (l + f_g)/2 оборота и число циклов нагружений точки А равно

(l + f_g)Z/2. Следовательно, в течение L мил­лионов оборотов наружного кольца число циклов повторных на­гружений точки А составляет

N =10⁶(l + f_g)ZL/2

При неподвижном наружном кольце п_с =(l-f_g)n_B/2. Если бы сепаратор не вращался, то за один оборот внутреннего коль­ца точка А получила бы Z/2 циклов нагружений, так как на­груженная зона примерно равна 180°. В действительности сепа­ратор вращается в ту же сторону, что и внутреннее кольцо, и за один оборот внутреннего кольца сепаратор поворачивается на (l - f_g)/2 оборота. Точка А получает [l - (l - f_g)/2]Z/2 = (l + f_g)Z/4 циклов нагружений. В течение L миллионов обо­ротов внутреннего кольца число циклов повторных нагружений точки А составляет

N = 10⁶(1 + f_g)ZL/4.

Интенсивность нагружения точки А при повороте внут­реннего кольца увеличивается постепенно, достигая максиму­ма на линии действия силы F_r, и затем снова уменьшается. Таким образом, при по­стоянном направлении нагруз­ки работа подшипника с непод­вижным наружным кольцом (рис. 17.8, а) более благоприят­на, чем с неподвижным внут­ренним кольцом (17.8, б) в свя­зи с тем, что число повторных контактов опасной точки А за один оборот кольца в том случае вдвое меньше и меньше их интенсивность. В расчетах это учитывают коэффициентом вращения V.