Порядок подбора и проверка на долговечность подшипников качения

Подшипники качения подбирают по каталогу в зависимости от ха­рактера действующей нагрузки и диаметра вала. Выбранный подшип­ник качения проверяют на долговечность при динамической радиаль­ной грузоподъемности С_г

Долговечность подшипника — число оборотов, млн об., которое одно из его колец делает относительно другого до начала усталостного разру­шения материала тел качения или колец.

Базовую долговечность определяют при 90 % надежности: из 100 подшипников могут разрушиться 10:

где а₁ — коэффициент долговечности (надежности); а₂₃ — коэффици­ент, учитывающий влияние свойств металла колец и тел качения (см. табл. П17, П18 Приложения); С_г — базовая динамическая грузоподъем­ность подшипника (определяется по каталогу для выбранного подшип­ника); Р_э — эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник; р — показатель степени, р = 3 для шариковых подшипников, р = 10/3 для роликовых.

Условие пригодности подшипника: L ≥ L_noTp.

Если условие не выполнено, следует выбрать подшипники следую­щей серии.

Эквивалентная динамическая нагрузка для подшипников

где X, Y— коэффициенты при радиальной и осевой нагрузках соответст­венно, выбираются в зависимости от типа подшипника и соотношения осевой и радиальной нагрузок F_а/F_r (табл. П15 Приложения); V — коэф­фициент вращения, V = 1 при вращении внутреннего кольца, V = 1,2 при вращении наружного кольца; F_r, F_a — радиальная и осевая нагруз­ки на опоре; К_е — динамический коэффициент, учитывающий влияние перегрузок на долговечность (табл. П16 Приложения); К_Т — коэффици­ент, учитывающий влияние температуры, К_Т = 1 при температуре ниже 100 °С (табл. П16 Приложения).

При отношении

осевую силу не учитывают (табл. П15 При­ложения).

При действии только радиальной нагрузки расчет ведут по формуле

Рекомендации по выбору расчетных коэффициентов приведены в табл. П16 Приложения.

При частоте вращения п ≤ 10 мин^-1 действующую нагрузку рас­сматривают как статическую и расчет ведут по статической грузоподъ­емности:

где Х₀, Y_q определяют по каталогу.

Базовая динамическая грузоподъемность — постоянная нагрузка, ко­торую подшипник может воспринимать при базовом ресурсе 1 млн об.

Эквивалентная динамическая нагрузка — постоянная радиальная на­грузка, которая при приложении к подшипнику с вращающимся внут­ренним кольцом при неподвижном наружном обеспечит такой же ре­сурс и надежность, как при действительном режиме эксплуатации.

Некоторые конструкции подшипниковых узлов

Фиксирующие опоры ограничивают осевое перемещение вала в од­ном или обоих направлениях. Плавающие опоры допускают осевое пере­мещение в обе стороны (рис. 13.3, 13.4). В плавающей опоре внутрен­нее кольцо закреплено с обеих сторон, наружное свободно.

Смазывание подшипников

Смазочный материал предохраняет тела качения, кольца и сепара­тор от непосредственного контакта и коррозии. Выбор смазочного ма­териала зависит от условий работы подшипника.

Для смазывания подшипников качения в основном используют жидкие смазочные материалы (очищенные минеральные масла).

Для горизонтальных валов в основном используют смазывание раз­брызгиванием из масляной ванны. Масло заливают в корпус ниже уровня центра нижнего шарика (ролика); если при разбрызгивании в подшип­ник попадает слишком много масла, на вал устанавливают маслоотра- жательные кольца 2 (см. рис. 13.3).

Для быстроходных подшипников используют масляный туман, ко­торый подается по трубопроводам и обеспечивает отвод теплоты.

Для вертикальных валов используют смазку подшипников действи­ем центробежных сил (конусные насадки), на валах используют капель­ную смазку индивидуальными масленками.

Для смазывания подшипников применяет и пластинные смазки (жидкая основа и загуститель), которые не растекаются. Смазочный материал должен занимать ¹/₂...¹_/3 свободного объема подшипника. Пе­риодичность замены масла зависит от условий работы.

В специальных условиях применяют твердые смазки (порошки гра­фита, фторопласт и др.).

Уплотнения (уплотнительные устройства) предназначены для защи­ты подшипника от проникновения загрязнений, влаги и предотвраще­ния вытекания смазочного материала.

К контактным уплотнениям (см. рис. 13.4) относятся манжеты 7, войлочные и металлические кольца. Лабиринтные и щелевые уплотне­ния имеют специальные канавки, иногда заполняемые консистентным смазочным материалом. К этой же группе можно отнести уплотнения защитными шайбами.