Динамическая эквивалентная осевая нагрузка
Динамическую эквивалентную осевую нагрузку (Ра) для роликовых упорно-радиальных подшипников с углом а / 90° при постоянной радиальной и осевой нагрузках рассчитывают по формуле
Р
(20)
а = ХК + ГРа.Значения коэффициентов X и У для роликовых упорно-радиальных подшипников приведены в таблице 11.
Роликовые упорные подшипники с углом а = 90° могут воспринимать только осевые нагрузки. Эквивалентная динамическая осевая нагрузка равна для них
Ра= Ра. (21)
Таблица 11— Значения коэффициентов Д' и Y для роликовых упорно-радиальных подшипников (а/ О*)
|
Тип подшипника |
X |
Г |
X |
Y |
е |
|
F„ F,ie |
F. F, |
||||
|
Одинарные а/ 90’ |
—* |
« |
tg а |
1,0 |
1,5 tg а |
|
Двойные а/ 90° |
1,5 tg а |
0,67 |
tg а |
1,0 |
1,5 tg а |
‘Отношение -= < е не применимо для одинарных подшипников.
Базовый расчетный ресурс
Б азовый расчетный ресурс (£ю) для роликовых упорных и упорно-радиальных подшипников рассчитывают по формуле
(22)
Значения Са и Ра рассчитывают по формулам (18, 19, 20, 21).
Формула (22) ресурса используется также для оценки ресурса двух или более одинарных роликовых упорных и упорно-радиальных подшипников, работающих как один узел в соответствии с 8.1.3. В этом случае расчетная грузоподъемность (Са) вычисляется для всего комплекта подшипников, а эквивалентная нагрузка (Ра) вычисляется на основе общей нагрузки, действующей на комплект. При этом используют значения коэффициентов X и У для одинарных подшипников, приведенных в 8.2.
Формула (22) ресурса дает точные результаты расчета для широкого диапазона нагрузок, действующих на подшипник. Однако весьма тяжелая нагрузка может вызвать резкую концентрацию напряжений в некоторой части площадки контакта ролика с дорожкой качения.
Поэтому потребители должны консультироваться с изготовителем относительно применения формулы расчетного ресурса в случаях, когда Ра превышает 0,5 Са.
9 СКОРРЕКТИРОВАННЫЙ РАСЧЕТНЫЙ РЕСУРС
Общая часть
В качестве критерия работоспособности подшипника используют базовый расчетный ресурс (До). Этот ресурс соответствует 90 % надежности, при этом имеется в виду, что используют обычный материал, обычную технологию производства и обычные условия эксплуатации.
Однако для многих видов применения желательно вычислить ресурс для различных уровней надежности и/или для специальных свойств подшипников и условий эксплуатации, которые отличаются от обычных так, что их влияние следует принять во внимание.
Скорректированный расчетный ресурс (Ди), т.е. базовый расчетный ресурс, скорректированный для уровня надежности (100 — п) % для особых свойств подшипников и особых эксплуатационных условий рассчитывают по формуле
Хпа = пі а2 «3 До- (23)
Значения коэффициента, корректирующего ресурс в зависимости от надежности (аі) приведены в таблице 12.
Значения коэффициентов а2 и °з рассмотрены в 9.4 и 9.5.
Значения До рассчитывают по формулам (4, 12, 16, 22).
Дополнение
При выборе типоразмера подшипников для определенных условий применения следует помимо заданного ресурса учитывать и другие факторы, такие как максимально допустимые геометрические отклонения подшипника и минимальные требования к прочности и жесткости валов и корпусов. Особенно внимательным надо быть при применении значений скорректированного расчетного ресурса, базирующегося на значениях а2 и аз, если они выше 1.
Коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от надежности (ai)
Степень надежности рассмотрена в 3.2. Скорректированный расчетный ресурс рассчитывают по формуле (23). Значения коэффициента корректирующего ресурс (ai) приведены в таблице 12.Таблица 12 — Значения коэффициента at, корректирующего ресурс в зависимости от надежности
|
Надежность, % |
^па |
O| |
|
90 |
^10а |
1,00 |
|
95 |
£sa |
0,62 |
|
96 |
Z*4a |
0,53 |
|
97 |
^За |
0,44 |
|
98 |
Т-2а |
0,33 |
|
99 |
ila |
0,21 |
Коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от специальных свойств подшипника (аг)
Подшипник приобретает специальные свойства, что выражается в изменении ресурса, благодаря применению специальных материалов и/или специальных процессов производства, и/или специальной конструкции. Такие специальные свойства должны учитываться при применении коэффициента, корректирующего ресурс (аг).
Имеющиеся научные данные не позволяют определить зависимость между значениями аг и количественными характеристиками материала или, например, геометрией дорожки качения подшипника. Поэтому, значения аг должны базироваться на результатах лабораторных и эксплуатационных данных. Следовательно, значения аг должны устанавливаться изготовителем подшипников.
Использование результатов анализов новых марок стали не является достаточным для увеличения значений аг свыше 1.
Значения аг больше единицы применяются только для сталей с особенно низким содержанием неметаллических включений или по результатам специального анализа. Но если из-за понижения твердости, в результате специальной термообработки, можно ожидать сокращения ресурса, то это должно учитываться изготовителем при выборе соответственно уменьшенного значения аг.
При выборе значений аг также должна учитываться специальная конструкция, влекущая за собой увеличение или уменьшение однородности напряжения в зонах контакта между телами качения и дорожками качения.
Не следует допускать то, что применение специального материала, процесса производства или конструкции могут компенсировать недостаток смазки. Поэтому выбор значений аг больше 27единицы обычно нежелателен, если коэффициент, учитывающий режим работы «з меньше единицы из-за недостатка смазки.
Коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от условий работы подшипника (дз)
Основными эксплуатационными условиями, прямо влияющими на ресурс подшипника, являются значение и направление нагрузки, используемые при вычислении эквивалентной нагрузки, рассчитанной по формулам (4, 10, 11, 14, 15, 20, 21). Отклонения от обычного распределения нагрузки рассматриваются во вводной части.
Эксплуатационные условия, которые следует дополнительно учитывать в данном случае, — это соответствие смазки (с учетом частоты вращения и повышенной температуры), наличие инородных частиц и условий, вызывающих изменения свойств материала (например высокая температура вызывает снижение твердости). Влияние этих условий на ресурс подшипника следует учитывать при введении коэффициента aj.
Вычисление базового расчетного ресурса в данном стандарте основывается на том, что смазка нормальная, т.с. толщина масляной пленки в зонах контакта тело качсния/дорожка качения равна или немного больше суммарной шероховатости поверхностей контакта.
Там, где эго требование выполняется, коэффициент аз = 1, если цз-за изменения, вызванного условиями эксплуатации и свойств материала, не требуется его дальнейшее снижение.
2.5.3 Уменьшение значений аз имеет место, например, если вязкость смазки при рабочих температурах для шарикоподшипников меньше чем 13 мм2/с2 или 20 мм2/с для роликоподшипников и/или, когда частота вращения исключительно низкая (т.е. число оборотов в минуту, умноженное на Dpw, меньше 10000).
Значения аз больше, чем единица, могут быть приняты только тогда, когда условия смазки настолько благоприятны, что вероятность выхода из строя, вызванная повреждением поверхности, значительно снижается.
Изготовители подшипников должны дать рекомендации относительно соответственных значений коэффициента аз, которые необходимо использовать при вычислении скорректированного расчетного ресурса, рассчитанного по формуле (23).ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ОТРАЖАЮЩИЕ ПОТРЕБНОСТИ
ЭКОНОМИКИ СТРАНЫ
Расчет по ИСО 281—89 обеспечивает для стандартных подшипников определение наименьших значений базовой динамической грузоподъемности.
Изготовитель на основе проведения работ по совершенствованию конструкции подшипников, применяемых материалов и технологии производства после соответствующих испытаний может устанавливать и гарантировать значения базовой динамической грузоподъемности, превышающие значения, полученные по расчету, приведенному в настоящем стандарте.
При наличии в стандарте на соответствующий тип и размер подшипника значения динамической грузоподъемности, превышающего значение, полученное расчетом по настоящему стандарту, изготовитель должен гарантировать указанное в стандарте более высокое значение.
УДК 621.822.6:006.354 ОКС 21.100.20 Г02 ОКП 46 0000
Ключевые слова: подшипники качения, динамическая расчетная грузоподъемность, методы расчета
Редактор Р.Г. Говердовская
Технический редактор ОН. Власова
Корректор В.С. Черная
Компьютерная верстка С.В. Рябова
Изд. лиц № 021007 от 10.08.95. Сдано в набор 28.03.96. Подписано в печать ^24.05.96.
Усл.печл. 1,86. Уч.-изд.л. 1,70. Тираж 200 экз. С3469. Зак. 252.
1 До прямого применения данного документа в качестве государственного стандарта распространение его осуществляет ВНИИКИ.
21 ММ2/с = 1 const.
ИПК Издательство стандартов
107076, Москва, Колодезный пер., 14.
Набрано в Издательстве на ПЭВМ
Филиал ИПК Издательство стандартов — тип. "Московский печатник"
Москва, Лялин пер., 6
