Основание подбора

 

Ресурс – продолжительность работы подшипника до появления признаков усталости (трещины, выкрашивание) материала колец и тел вращения.

На основании опытовых данных была установлена зависимость между действующей на ПК нагрузкой Р и его ресурсом L (рис. 7.10): Рi pLi = const.

Принимая Li = 1 млн оборотов и обозначая соответствующую нагрузку Pi через С, в соответ-ствии с уравнением кривой усталости можно записать Рi pLi = C p×1. Опустив индекс i, получим в общем виде L = (C/P) p. (7.4) При оценке результатов испытаний подшипников используют значение L10 – ресурса при вероятности отказа Qt = 10% по усталостному разруше-

 

Рис. 7.10

нию подшипников (Qt = (100 – Pt)%).

Ресурс L10 называют базовый расчетный ресурс в миллионах оборотов, соответствующий 90%-ной надежности для конкретного ПК группы идентичных подшипников, изготовленных из обычного материала по обычной технологии и работающих в одинаковых обычных условиях эксплуатации.

Нагрузку С называют базовой динамической расчетной грузоподъем-

ностью. Для радиальных и радиально-упорных ПК – это базовая динамическая радиальная расчетная грузоподъемность Сr (для упорных и упорно-радиальных ПК – осевая Са) – такая постоянная радиальная (осевая) нагрузка, которую может выдержать партия идентичных подшипников с неподвижным наружным кольцом при базовом расчетном ресурсе, равном 1 миллиону оборотов. Значения С приводятся в каталогах

В формуле (7.4) Рэквивалентная динамическая нагрузка (Рrрадиальная, Раосевая) – это такая постоянная радиальная (Рr для радиальных и радиально-упорных ПК) или осевая (Ра для упорных и упорно-радиальных ПК), под воздействием которой подшипник будет иметь такой же ресурс, как и в условиях действительного нагружения:

Pr = (XVFr + YFa)KБKT, (7.5)

где Fr и Fa – радиальная и осевая нагрузки на подшипник, Н; X, Y –коэффициенты радиальной и осевой динамических нагрузок (по каталогу); V – коэффициент вращения: V = 1 – при вращении внутреннего кольца; V = 1,2 – при вращении наружного кольца; KБ – коэффициент безопасности; зависит от характера нагружения и области применения ПК (по справочнику); KT – температурный коэффициент; при t° < 100°C KT = 1.

Показатель степени р кривой усталости в формуле (7.4):

р = 3 – для шариковых ПК; р = 10/3 – для роликовых ПК.

При отличии свойств материала или условий эксплуатации от обычных, а также при повышенных требованиях к надежности определяют скорректированный расчетный ресурс Lsa в миллионах оборотов:

Lsa = а1а23L10 или Lsa = а1а23(С/Р)р, (7.6)

где а1 – коэффициент надежности (например, при Рt = 90% a1 = 1; Рt = 99% a1 = 0,21); а23 – обобщенный коэффициент, учитывающий совместное влияние особых свойств металла и условий эксплуатации ПК.

Скорректированный расчетный ресурс подшипника в часах:

Lsah = 106Lsa / (60n). (7.7)

Вместо индекса s в Lsa и Lsah записывают вероятность отказа Qt = 100 – Pt. Так, при Pt = 90% – L10a (L10ah), при Pt = 96% – L4a (L4ah), при Pt = 99% – L1a (L1ah).

7.9.3. Особенности подбора подшипников

 

1. В соответствии с установившейся практикой проектирования и эксплуатации намечают тип подшипников и схему установки их на валу.

Предварительновыбирают ПК легкой серии, выписывают для него из каталога паспортные данные (в том числе С, С0, X, Y, e).

Согласно схеме установки на валу по заданным внешним нагрузкам находят расчетные осевые силы на опорах: Fa1, Fa2.

2. Если Fa = 0 или Fa / (VFr) < е,где е – параметр осевого нагружения, то осевая сила Fa не оказывает существенного влияния на ресурс ПК и ее не учитывают; принимая в формуле (7.5) X = 1, Y = 0, получим Pr = VFrKБKT.

Если Fa / (VFr) > е, то используют способ попыток (проб). По формуле (7.5) вычисляют Pr1, Pr2, а по формулам (7.6), (7.7) скорректированный расчетный ресурс Lsah, ч.

Подшипник удовлетворяет требуемому ресурсу [Lh] при заданных условиях работы, если

Lsah > [Lh].

Если это условие не удовлетворяется или получается большой запас отношения Lsah [Lh], то изменяют серию или типоразмер подшипника и повторяют расчет.

3. В общем случае на обеих опорах вала ставят одинаковые подшипники. Расчет ведут по опоре, имеющей наибольшую нагрузку Р.

4. При отношении Fa / (VFr) < 0,3 рекомендуется применять шариковые однорядные радиальные ПК, у которых под действием силы Fa за счет выборки радиальных зазоров и относительного осевого смещения колец возникает рабочий угол α контакта до 28°. Это способствует восприятию осевой нагрузки Fa.

5. Переменный режим нагружения представляют циклограммой нагружения (рис.7.11). Расчетом определяют эквивалентную постоянную нагрузку PE (PEr или PEa):

PE = [(P13L1 + P23L2 ++ Pn3Ln) / (L1 + L2 ++ Ln)]1/3,

где Рi (i = 1, 2…n) – постоянные эквивалентные динамические нагрузки, действующие в течение Li (i = 1,2…n) миллионов оборотов. Если продолжительность работы Lhi на каждом режиме задана в часах, то ее пересчитывают в млн оборотов с учетом:

Li = 60niLhi / 106.

6. При сдваивании радиально-упорных под-шипников по схемам “О” или “Х” их установок они рассматриваются как один двухрядный подшипник. В формулы (7.6) и (7.8) вместо Сr подставляют суммарное значение СrΣ: для шарикоподшипников СrΣ = 1,625Сr; для роликоподшипников СrΣ = = 1,714Сr; в формулу (7.5) вместо С0 подставляют С0rΣ = 2С0r, где Сr и С0 – грузоподъемности одного  

подшипника.

7. При задании частоты вращения подшипника в интервале n = 1…10 мин -1 в формулу (7.7) следует подставлятьn = 10 мин -1.

8. Повышение надежности ресурса с 90% до более высокой (до 99%) связано с выбором ПК повышенного класса точности, обеспечением высокой точности сопряженных с подшипником деталей, надежной смазкой и строго регламентированными режимами нагрузки и вращения.

При заданной надежности s = 0,9…0,99 Lsa = а1а23(С/Р) р,

где а1 = (lgs/lg0,9)1/k, здесь k = 1,5 – параметр формы кривой распределения Вейбулла для ПК.

Если, например, при s = 0,9, а1 = 1 имеем L10ah = 10000 ч, то при s = 0,99, а1 = 0,21 гарантией этой надежности (99%) будет L1ah всего лишь 2100 ч.

9. Подшипники с высокими частотами вращения нередко выходят из строя в результате теплового заклинивания, аварийного износа под действием центробежных сил, разрыва сепаратора.

Для оценки допустимого предела частоты вращения nmax, до которого справедливы паспортные данные ПК в каталоге, используют скоростной параметр dmn (мм · мин -1), где dm = (d + D)/2 – средний диаметр подшипника, мм; n – рабочая частота вращения, мин -1. Значения dmn приводятся в справочниках.

Предельно допускаемая частота вращения

nmax = [dmn] / dm, мин -1.

При d > 10 мм высокоскоростными являются ПК, у которых dmn > > 4,5·105 мм·мин -1.

Превышение параметра быстроходности требует замены штампованного

обычного сепаратора массивным и применения подшипников более высокой

точности. С массивным точеным сепаратором из латуни или бронзы параметр быстроходности dmn может быть увеличен до двух раз.

 








Дата добавления: 2014-12-13; просмотров: 831;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.014 сек.