Материалы подшипников: кольца и тела качения - хромистые шарикоподшипниковые стали ШХ-15, ШХ20Сг и др. с твердостью HRC 61…65, сепаратор - бронза, латунь, штампованная сталь и др. Возникают следующие виды разрушений: усталостное выкрашивание рабочих поверхностей, вмятины на дорожках, абразивный износ, разрушение сепаратора от центробежных сил, раскалывание колец и тел качения из-за перекоса при монтаже. Основной вид – усталостное выкрашивание.
По ГОСТ 18855-82 долговечность подшипников (ресурс работы), ограничиваемый усталостным выкрашиванием, определяется по формуле,полученной в результате апроксимации кривой контактной выносливости подшипника
,
где α – коэффициент надежности;
m – показатель степени: для шариковых m=3, для роликовых m=3,33;
С – радиальная (для радиальных и радиально-упорных подшипников) или осевая (для упорных и упорно-радиальных) динамическая грузоподъемность;
Р – соответственно радиальная ( для радиальных и радиально-упорных подшипников ) или осевая ( для упорных и упорно-радиальных ) эквивалентная динамическая нагрузка.
Динамической грузоподъемностью С называется такая постоянная нагрузка, которую группа идентичных подшипников при неподвижном наружном и вращающемся внутреннем кольцах выдерживает в течении 1 миллиона оборотов. При работе подшипники часто испытывают одновременно радиальную и осевую нагрузки. Комбинация этих нагрузок заменяется одной эквивалентной нагрузкой.Эквивалентной динамической нагрузкой Р называется соответственно такая радиальная или осевая постоянная нагрузка, которая при действии на подшипник обеспечивает ту же долговечность, что и при действительных условиях нагружения.
Величина Р в общем случае рассчитывается по формуле
где Fr – радиальная нагрузка на подшипник (суммарная реакция на опоре);
- результирующая осевая нагрузка;
V – коэффициент вращения кольца (внутреннее V=1, наружное V=1,2);
КБ – коэффициент безопасности (учитывающий влияние эксплуатационных нагрузок на долговечность подшипника);
КТ – коэффициент, учитывающий влияние температуры;
X, Y – коэффициенты соответственно радиальной и осевой нагрузок.
| При нестационарном режиме нагружения результирующая величина Р определяется по формуле: | |
| где Pi, Li – эквивалентная динамическая нагрузка и время работы на каждом режиме |
При проектировании подшипники качения подбирают по каталогу в зависимости от: диаметра dцапфы вала; величины, направления и характера нагрузки (спокойная, ударная, переменная); назначения узла; угловой скорости вращающегося кольца (с учетом того, какое из колец вращается); требуемой долговечности подшипника (числа часов работы).
Подбор подшипника проводится по следующей схеме:
1. По назначению узла выбирают тип подшипника. Так, например, если на подшипник действует только радиальная нагрузка, то можно выбирать любой радиальный подшипник.
2. Если подшипник находится под действием комбинированной нагрузки (значительной осевой и радиальной), то применяют радиально-упорные подшипники. Если же осевая нагрузка больше радиальной, то устанавливают упорный подшипник в комбинации с радиальным или упорно-радиальный подшипник. При действии одной осевой нагрузки устанавливают упорные подшипники.
3. Основным критерием для выбора подшипника служит его динамическая грузоподъемность. Если подшипник воспринимает нагрузку в неподвижном состоянии или его вращающееся кольцо имеет частоту вращения не более 1 об/мин, то подшипник выбирают по статической грузоподъемности без проверки его долговечности
