Распределение нагрузки между телами качения

Распределение нагрузки между телами качения неравномерно и зависит от величины радиального зазора и точности геометрической формы его деталей. Радиальную нагрузку воспринимают тела качения в нагруженной зоне на дуге, не превышающей 180˚. Наиболее нагруженным является шарик или ролик, расположенный по направлению действия силы на подшипник.

Сила, действующая на наиболее нагруженное тело качения равна:

где F_r - радиальная нагрузка

z - общее число тел качения

K = 5 - для однорядных шарикоподшипников при z = 10…..20

K = 4,6 для роликоподшипников при z = 10….20

K = 5,2 для двухрядных роликоподшипников

Осевая сила при точном изготовлении и монтаже распределяется между телами равномерно.

Виды разрушения подшипников

Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей. Перекатывание тел качения по кольцам связано с образованием в поверхностных слоях контактирующих тел знакопеременных напряжений, которые после определенного числа циклов нагружений приводят к образованию начинающихся от поверхности микротрещин. Последние расклиниваются проникающим в них смазочным материалом, что приводит к выкрашиванию.

Усталостное выкрашивание является основным видом выхода из строя подшипников работающих при значительных нагрузках в условии хорошей изоляции от загрязнений.

К другим видам разрушения подшипников относятся:

– пластические деформации на дорожках качения (вмятины), возникают в следствии действия ударных нагрузок или больших статических нагрузок без вращения.

– задиры рабочих поверхностей, возникают при недостаточном смазывании или слишком малых зазорах из-за неправильного момента.

– абразивный износ и раскалывание колец.

Основными критериями работоспособности подшипников качения является долговечность по усталостному выкрашиванию и статическая грузоподъемность по пластическим деформациям.

Расчет на долговечность выполняют для подшипников, вращающихся с угловой скоростью ω≥0,1 рад/с, при меньшей угловой скорости подшипники рассчитывают на статическую грузоподъемность.

Выбор типа подшипника зависит от его назначения, направления и величины нагрузки, угловой скорости, режима работы, стоимости подшипника и особенностей монтажа. При выборе типа подшипника рекомендуется вначале рассмотреть возможность применения радиальных однорядных шарикоподшипников, как наиболее дешевых и простых в эксплуатации.

Выбор других типов должен быть обоснован.

Для малых нагрузок и больших скоростей вращения принимают шариковые однорядные подшипники легких серий. Для подшипников более тяжелых серий допускаемая угловая скорость меньше.

При одновременном действии радиальной и осевой нагрузок выясняют, достаточно ли одного подшипника или необходимо, что бы каждая нагрузка воспринималась отдельным подшипником.

При ударных и переменных нагрузках предпочтительны двухрядные роликовые подшипники и подшипники с витыми роликами.

Следует иметь в виду, что шариковые подшипники менее требовательны к смазке, чем роликовые.