11.2. Проверочный расчет подшипников

Существует два вида расчетов подшипников качения:

1. по статической грузоподъемности для предотвращения пластических деформаций тел и дорожек качения. Расчет выполняют при частоте вращения n<1 мин^-1 (в настоящем пособии расчет не рассматривается);

2. по динамической грузоподъемности для предотвращения усталостного контактного выкрашивания тел и дорожек качения. Расчет выполняется при n≥1 мин^-1. Расчет по динамической грузоподъемности C является расчетом на долговечность, так как базируется на эмпирически полученной зависимости, связывающей эквивалентную динамическую нагрузку P, действующую на подшипник и срок его службы L_h, часов:

, (11.1)

где α –коэффициент зависящий от формы тела качения; L_h - для редукторов общего назначения принимают L_h = 5000–20000 часов.

Расчет выполняется для предварительно выбранных подшипников (см. п. 9.2) в следующей последовательности:

11.2.1. Определяют эквивалентные динамические нагрузки, действующие на подшипники.

Для однорядных шариковых радиальных подшипников и радиально упорных и роликовых подшипников определение эквивалентной динамической нагрузки производят по формуле

при , (11.2)

а при отсутствии осевой нагрузки F_х и при условии, когда

– по формуле , (11.3)

где R – суммарная реакция опоры, действующая на подшипник, кН; F_х – осевая нагрузка, кН; V – коэффициент вращения: при вращении внутреннего кольца подшипника V=1, наружного V=1,2; K_б – коэффициент безопасности: при спокойной нагрузке K_б=1, с малыми толчками K_б=1,0–1,2; с умеренными толчками K_б=1,3–1,5; K_Т – температурный коэффициент: при температуре подшипника менее 100⁰ С K_Т=1; Х – коэффициент радиальной нагрузки;Y – коэффициент осевой нагрузки; e – коэффициент осевого нагружения.

Осевая нагрузка (F_x) определяется по следующей методике (рис. 11.4).

Рис. 11.4

При установке по концам вала двух радиально-упорных подшипников «враспор» (рис. 11.4, а) результирующие осевые нагрузки каждого из них должны определяться с учетом действия как внешней осевой нагрузки, например осевого усилия в червячном зацеплении (на рисунке эта сила обозначается буквой ), так и осевых составляющих радиальных реакций подшипников и . Для определения осевой нагрузки определяют алгебраическую сумму всех внешних осевых сил и осевых составляющих S радиальных нагрузок. При этом осевые силы, нагружающие данный подшипник, считают положительными, а разгружающие его – отрицательными. Если полученная сумма окажется положительной, то расчетная сила для этого подшипника определяется как алгебраическая сумма внешних осевых сил и силы S противоположного подшипника. Если сумма окажется отрицательной, то за расчетную силу принимается сила S данного подшипника. Например, пусть сумма всех осевых сил, действующих на опору I (рис. 11.4, а), положительна, т.е. . Тогда расчетная осевая сила для этой опоры . Для опоры II алгебраическая сумма всех осевых сил отрицательная, т.е. . Тогда .

Для второго случая (рис. 11.4, б) расчет производят по аналогии с вышеизложенным.