Общий каталог SKF (1041154), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

Спектр нагрузок должен включатьвсе пиковые нагрузки, которые могут возникатьдаже в редких случаях. Статичес­кие нагрузкивключают в себя не только нагрузки, которыедействуют на подшипник в состоянии покоя илина небольших частотах вращения (n < 10 об/мин),но и тяжелые удар­ные нагрузки (как правило,кратковременные).Системный подход инадежность подшипникаВ уравнении ресурса SKF напряжение, возникаю­щее под воздействием внешних нагрузок, рас­с­матривается совместно с напряжениями, вызыв­аемыми поверхностной топографией, смазыван­ием и кинематикой поверхностей контактовкачения. Учет влияния на подшипник этойсистемы комбинированных напряжений позвол­яет повысить точность прогнозирования реаль­ной работоспособности подшипника в конкрет­ных условиях эксплуатации.Т.к.

теория ресурса подшипников сложна и ееподробное описание не входит в задачи настоя­щего каталога, ее упрощенное «каталожное»описание представлено в разделе «Теорияресурса SKF». Это дает воз­мож­ность пол­ностью реализо­вать потенциал подшипников,сделать разумный выбор в пользу подшипникаменьшего размера, и осознать степень влияниясмазывания и загрязненности на его ресурс.В большинстве случаев усталость металлаповерхностей контактов качения являетсяоснов­ным механизмом разрушения подшип­ников качения. Поэтому критерий усталостидорожки качения, как правило, достаточен длявыбора типоразмера подшипника качения,предназначенного для работы в определенныхусловиях.

Несмотря на то, что такие междуна­родные стандарты, как ISO 281, основаны натеории усталости металла поверхностей контак­тов качения, важно помнить, что подшипникв сборе необходимо рассматривать как систему,в которой ресурс каждой детали, например,сепаратора, смазочного материала и уплот­нения († рис. 1), если таковое присутствует,вносит свой равнозначный, а в некоторыхслучаях главный вклад в эффективный ресурсподшип­ника. В теории оптимальный срокслужбы подшипника достигается тогда, когдавсе его детали служат одинаково долго.Другими словами, расчетный ресурс под­шип­ника будет соответствовать его реальномусроку службы тогда, когда сроки службы дру­гих составляющих его компонетов будут неPис.

1Ресурс подшипниковой системыLподшипника = f (Lдорожек качения, Lтел качения, Lсепаратора, Lсмазочного материала, L)50меньше усталостного ресурса подшипника.Дополнительные факторы могут включатьсепаратор, уплотнение и смазочный материал.На практике усталость металла в подавляю­щем большинстве случаев является главнымфактором.Грузоподъемность и ресурсДинамические нагрузки наподшипник и ресурсВеличина динамической грузоподъемности Cиспользуется для расчетов характеристик дина­мически нагруженного подшипника, т.е.

под­шип­ника, который вращается под нагрузкой.Она выражает величину нагрузки на подшип­ник, которая обеспечивает номинальный ресурс1 миллион оборотов согласно ISO 281:1990.При этом предполагается, что эта нагрузкапостоянна по величине и направлению и явл­я­ется радиальной для радиальных подшип­ни­ков и осевой, для упорных подшипников.Величины динамической грузоподъемностиподшипников SKF определяются согласно ISO281:1990. Величины грузоподъемности, указан­ные в настоящем каталоге, действительны дляподшипников из хромистой стали с закалкойна минимальную твердость 58 HRC, работаю­щих при нормальных рабочих условиях.Улучшение характеристик материалов исовер­шенствование технологии производствапозволило компании SKF внедрить в произ­водство подшипники класса SKF Explorer.Поскольку эти под­шипники имеют улучшен­ные характеристики, для расчета величины ихдинамической груз­оподъемности по методикеISO 281:1990 следует использовать модифици­рованные величины коэффициентов.Ресурс подшипника качения определяется• количеством оборотов или• количеством рабочих часов при заданнойчастоте вращения,которое подшипник способен выдержать допоявления первых признаков усталостногоразрушения металла (выкрашивание, растрески­вание с отслаиван­ием) на одном из его колецили телах качения.Практический опыт показывает, чтоидентичные по внешнему виду подшипники,работающие в одинаковых условиях, имеютразличный индивидуальный ресурс.

Поэтомудля расчета размера подшипника необходимоболее четкое определение тер­мина «ресурс».Все приводимые SKF данные динамическойгрузоподъемности основаны на ресурсе,которым предположительно обла­дают (илипревышают) 90 % достаточно большой группыодинаковых подшипников.Существует несколько других понятий ресурсаподшипника. Одно из них – «срок службы», т.е.фактический ресурс подшипника при опреде­лен­ных рабочих условиях до выхода из строя.Следует иметь ввиду, что прогнозированиересурса подшипника возможно только сиспользованием статистических методов.Расчет ресурса относится только к группеподшип­ников и определенной степени надеж­ности, т.е.

помимо этого в 90 % случаев причи­ной реальных отказов подшипников являетсяне усталость, а загрязнения, износ, перекосы,коррозия или последствия повреждениясепара­тора, смазочного материала илиуплотнений.Еще одна разновидность ресурса – «заявленный ресурс». Это ресурс, устанавливаемыйорганами надзора, например, на основеданных гипотетической нагрузки и частотывращения, которые устанавливаются этими жеорганами надзора. Как правило, этo номиналь­ный ресурс L10, установленный на основеопыта эксплуатации подшипников в анало­гичных условиях.Статические нагрузки на подшипникВеличина статической грузоподъемности C0используется в расчетах в тех случаях, когдаподшипники• вращаются очень медленно (n < 10 об/мин)• совершают медленные колебательныедвижения• находятся в неподвижном состояниипродолжительное время.Также важно проверить коэффициент запасадля таких кратковременных нагрузок, какударные или тяжелые пиковые нагрузки,действующие на вращающийся (динамическинагруженный) подшипник или подшипник,находящийся в состоянии покоя.51Выбор размера подшипникаСогласно стандарту ISO 76:1987 базоваястатическая грузоподъемность соответствуетрасчетному напряжению в центре контактанаиболее нагруженного тела качения/дорожкикачения, и составляет– 4 600 MПa для самоустанавливающихсяшарикоподшипников– 4 200 MПa для других шарикоподшипников– 4 000 MПa для всех роликоподшипников.Это напряжение создает общую остаточную деформацию тела и дорожки качения,составляющую приблизительно 0,0001диаметра тела качения.

Рассматриваемыенагрузки включают только радиальные длярадиальных подшипников и осевые, действую­щие строго по центральной оси, для упорныхподшипников.Проверка соответствия статических нагрузокна подшипник производится по статическомукоэффициенту запаса, который определяется какs0 =C0/P0,гдеC0=статическая грузоподъемность, кНP0=эквивалентная статическая нагрузка наподшипник, кНs0 =статический коэффициент запаса.Для расчета величины эквивалентной стати­ческой нагрузки на подшипник должнаиспользо­ваться величина максимальнойнагрузки на подшипник. Дополнительнуюинформацию о рекомендуемых величинахкоэффициента запаса и методику его расчетаможно найти в разделе «Выбор размера под­шипника по статической грузоподъемности»,стр.

76.Выбор размера подшипни­ков по формулам ресурсаНоминальный ресурсНоминальный ресурс подшипника согласноISO 281:1990 составляетqCwpL10 = ––<Pz52Если частота вращения подшипника постоян­на, вычисление ресурса зачастую удобнее произ­водить в рабочих часах по формуле106L = ––––L10,10h60 nгдеL10 =номинальный ресурс (при надежности90 %), миллионы оборотовL10h=номинальный ресурс (при надежности90 %), рабочие часыC =динамическая грузоподъемностьподшипника, кНP =эквивалентная динамическая нагрузкана подшипник, кНn =частота вращения, об/минp =показатель степени уравнения ресурса:= 3 для шарикоподшипников= 10/3 для роликоподшипниковНоминальный ресурс SKFНоминальный ресурс современных высокока­чественных подшипников может значительноотличаться от реального срока службы в опре­де­ленных условиях эксплуатации.

Конкретныйсрок службы подшипника зависит от целогоряда факторов, включая условия смазывания,степень загрязненности, наличие перекосов,правильность монтажа и условия окружающейсреды.Поэтому методика ISO 281:1990/Amd 2:2000предполагает включение в уравнение ресурсакоэффициента модифицированного ресурса,который учитывает условия смазывания изагрязненности подшипника, а также грани­чную нагрузку по усталости материала.Согласно методике ISO 281:1990/Amd 2:2000 производители подшипниковтакже должны рекомендовать соответствую­щий метод расчета коэффициента модифициро­ван­ной ресурса подшипника в зависимости отусловий его эксплуатации. При расчетекоэффициента aSKF используется тот жепринцип граничной нагрузки по усталости Pu,что и при расчете других деталей машин.Величины граничной нагрузки по усталостиприведены в таблицах подшипников.

Крометого, коэффициент ресурса aSKF учитываетфактические условия смазывания (относи­тельную вязкость k) и коэффициент уровнязагрязненности подшипника hc.Уравнение ресурса SKF, соответствующеетребованиям ISO 281:1990/Amd 2:2000,выглядит следующим образом:qCwpLnm = a1 aSKF L10 = a1 aSKF ––<PzПри постоянной частоте вращения ресурсможет быть рассчитан в рабочих часах поформуле:106Lnmh = –––– Lnm,60 nn = частота вращения, об/минp = показатель степени:= 3 для шарикоподшипников= 10/3 для роликоподшипниковВ некоторых случаях удобнее выражатьресурс подшипника не в миллионах оборотовили часах, а в других единицах. Например,ресурс буксовых подшипников, используемыхв рельсовых транспортных средствах, обычновыражается в пройденных километрах.

Дляупрощения расчета ресурса подшипникав различных единицах в табл. 2, стр. 58, при­ведены наиболее употребительные перевод­ные формулы.Коэффициент ресурса aSKFгдеLnm =ресурс SKF (при надежности 100 – n1) %),миллионы оборотовLnmh=ресурс SKF (при надежности 100 – n1) %),рабочие часыL10 =номинальный ресурс (при надежности90 %), миллионы оборотовa1 =поправочный коэффициент надежности(† табл. 1)aSKF =коэффициент ресурса SKF(† диаграммы 1–4)C =динамическая грузоподъемность, кНP =эквивалентная динамическая нагрузкана подшипник, кН1)Параметр n характеризует вероятность отказа, т.е. разницумежду требуемой и 100 % надежностьюТаблица 1Величины поправочного коэффициентаресурса a1Надеж-ность %Вероятность РесурсотказаSKF nLnm%Коэффициентa190959697989910L10m5L5m4L4m3L3m2L2m1L1m10,620,530,440,330,21Как указывалось ранее, этот коэффициентзависит от отношения граничной нагрузки поусталости к эквивалентной нагрузке (Pu/P),условий смазывания (относительная вязкостьk) и уровня загрязненности подшипника (hc).В зависимости от типа подшипника величиныкоэффициента aSKF можно определить поодной из следующих четырех диаграмм, гдепредставлены кривые зависимости между hc(Pu/P) стандартных подшипников SKF /подшипников класса SKF Explorer и различ­ными величинами коэффициента вязкости k:Диаграмма 1: Радиальные шарикоподшипники, стр.

Характеристики

Список файлов книги