Header.gif
ОГЛАВЛЕНИЕ
    ТОМ3
  • Пружины
  • Уплотнительные устройства

  • Наши партнеры:





Статическая грузоподъемность, статическая эквивалентная нагрузка

Пред. След. Главная

Общие сведения, основные определения

Методы расчета базовой статической грузоподъемности и статической эквивалентной нагрузки для подшипников качения установлены межгосударственным стандартом ГОСТ 18854-94 (ИСО 76-87).

При статическом нагружении повреждения подшипников проявляются в виде смятия рабочих поверхностей.
Приводимые в ГОСТ 18854-94 формулы и коэффициенты для расчета базовой статической расчетной грузоподъемности основаны на принятых в качестве расчетных значениях контактных напряжений.

В ГОСТ 18854-94 применяют следующие термины и определения в соответствии со стандартом ИСО 5593-84.

Статическая нагрузка -
нагрузка, действующая на подшипник, кольца которого не вращаются относительно друг друга.

Базовая статическая радиальная грузоподъемность Cor -
статическая радиальная нагрузка, которая соответствует расчетным контактным напряжениям в центре наиболее тяжело нагруженной зоны контакта тела качения и дорожки качения подшипника, равным:
   4600 МПа - для радиальных шариковых самоустанавливающихся подшипников;
   4200 МПа - для всех других типов радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников;
   4000 МПа - для всех типов радиальных и радиально-упорных роликовых подшипников.
   Возникающая при этих контактных напряжениях общая остаточная деформация тела качения и дорожки качения приблизительно равна 0,0001 диаметра тела качения.

Для однорядных радиально-упорных подшипников радиальная грузоподъемность соответствует радиальной составляющей нагрузки, вызывающей чисто радиальное смещение подшипниковых колец относительно друг друга.

Базовая статическая осевая грузоподъемность Сoa -
статическая центральная осевая нагрузка, которая соответствует расчетным контактным напряжениям в центре наиболее тяжело нагруженной зоны контакта тела качения и дорожки качения подшипника, равным:
   4200 МПа - для упорных и упорно-радиальных шариковых подшипников;
   4000 МПа - для всех упорных и упорно-радиальных роликовых подшипников.
   Возникающая при этих контактных напряжениях общая остаточная деформация тела качения и дорожки качения приблизительно равна 0,0001 диаметра тела качения.

Статическая эквивалентная радиальная нагрузка Por -
статическая радиальная нагрузка, которая должна вызвать такие же контактные напряжения в наиболее тяжело нагруженной зоне контакта тела качения и дорожки качения подшипника, как и в условиях действительного нагружения.

Статическая эквивалентная осевая нагрузка Poa -
статическая центральная осевая нагрузка, которая должна вызвать такие же контактные напряжения в наиболее тяжело нагруженной зоне контакта тела качения и дорожки качения подшипника, как и в условиях действительного нагружения.

Диаметр ролика
(для расчета грузоподъемности) , Dwe- диаметр ролика в среднем сечении. Для конического ролика диаметр для расчета грузоподъемности равен среднему значению диаметров в теоретических точках пересечения поверхности качения с большим и малым торцами ролика. Для асимметричного бочкообразного ролика диаметр Dwe равен диаметру в точке контакта бочкообразного ролика с дорожкой качения кольца подшипника без бортика при нулевой нагрузке.

 Длина ролика
(для расчета грузоподъемности) Lwe - наибольшая теоретическая длина контакта ролика и той дорожки качения, где контакт является самым коротким. За длину контакта принимают расстояние между теоретическими точками пересечения поверхности качения и торцами ролика, за вычетом фасок ролика, или ширину дорожки качения, за вычетом галтелей (проточек). При этом выбирают меньшее значение.

Номинальный угол контакта а -
угол между радиальным направлением и прямой линией, проходящей через точки контакта тел качения и колец в осевом сечении подшипника. Для дорожки качения с прямолинейной образующей - угол между радиальным направлением и линией, перпендикулярной к образующей дорожки качения наружного кольца.

Диаметр окружности центров тел качения Dpw
Диаметр окружности центров набора шариков - диаметр окружности, проходящей через центры шариков в одном ряду подшипника. Диаметр окружности центров набора роликов - диаметр окружности, проходящей через оси роликов в среднем сечении роликов в одном ряду подшипника.

Формулы для расчета базовой статической радиальной Сor 
(осевой Сoa) грузоподъемности

   Базовая статическая грузоподъемность в Н:

   шариковых подшипников:
   - радиальных и радиально-упорных

Cor=f0 i Z D2w cos a;                        (1)

   - одинарных или двойных упорных и упорно-радиальных

Coa=f0 Z D2w sin a;                        (2)

   где f0 - коэффициент, зависящий от геометрии деталей подшипника и от принятого уровня напряжения (табл. 58); i - число рядов тел качения в подшипнике; Z -число шариков, воспринимающих нагрузку в одном направлении; Dw - диаметр шарика, мм.

   роликовых подшипников:
   - радиальных и радиально-упорных

Cor=44(1 - Dwe cos a /  Dpw ) i Z Lwe Dwe cos a;                    (3)

   - упорных и упорно-радиальных

Coa=220(1 - Dwe cos a /  Dpw ) Z Lwe Dwe sin a;                   (4)

   где  Dwe- диаметр ролика, мм;  Lwe- длина ролика, мм; Z - число роликов, воспринимающих нагрузку в одном направлении.
   Если ролики имеют различную длину, вместо (Z Lwe) подставляют сумму длин Lwe всех роликов, воспринимающих нагрузку в одном направлении.

58. Значения коэффициента f0 
для шариковых подшипников
 

Dw cosa / Dpw fo для шариковых подшипников
радиальных
 и радиаль-
но-упорных
само-
устанав-
ливаю-
щихся
упорных
 и упорно-
радиаль-
ных
0,00 14,7 1,9 61,6
0,01 14,9 2,0 60,8
0,02 15,1 2,0 59,9
0,03 15,3 2,1 59,1
0,04 15,5 2,1 58,3
0,05 15,7 2,1 57,5
0,06 15,9 2,2 56,7
0,07 16,1 2,2 55,9
0,08 16,3 2,3 55,1
0,09 16,5 2,3 54,3
0,10 16,4 2,4 53,5
0,11 16,1 2,4 52,7
0,12 15,9 2,4 51,9
0,13 15,6 2,5 51,2
0,14 15,4 2,5 50,4
0,15  15,2 2,6 49,6
0,16 14,9 2,6 48,8
0,17 14,7 2,7 48,0
0,18 14,4 2,7 47,3
0,19 14,2 2,8 46,5
0,20 14,0 2,8 45,7
0,21 13,7 2,8 45,0
0,22 13,5 2,9 44,2
0,23  13,2 2,9 43,5
0,24 13,0 3,0 42,7
0,25 12,8 3,0 41,9
0,26 12,5 3,1 41,2
0,27 12,3 3,1 40,5
0,28 12,1 3,2 39,7
0,29 11,8 3,2 39,0
0,30 11,6 3,3 38,2
0,31 11,4 3,3 37,5
0,32 11,2 3,4 36,8
0,33 10,9 3,4 36,0
0,34 10,7 3,5 35,3
0,35 10,5 3,5 34,6
0,36 10,3 3,6 -
0,37 10,0 3,6 -
0,38 9,8 3,7 -
0,39 9,6 3,8 -
0,40 9,4 3,8 -

  Примечания: 1. Значения fo рассчитаны по формулам Герца, полученным из условия первоначального точечного контакта с модулем упругости 2,07-Ю5 МПа и коэффициентом Пуассона, равным 0,3.
  2. Значения fo вычислены для случая обычного распределения внешней силы между телами качения, при котором нагрузка на наиболее нагруженный шарик в шариковых радиальных и радиально-упорных подшипниках равна 
5Fr
/(Zcosa), а в шариковых упорных и упорно-радиальных подшипниках - Fg /(Z sin a).
3. f0 для промежуточных значений Dw cosa / Dpw получают линейным интерполированием.

Комплект подшипников. Базовая статическая радиальная грузоподъемность для двух одинаковых однорядных шариковых и роликовых радиальных и радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении широкими или узкими торцами друг к другу и образующих общий подшипниковый узел, равна удвоенной номинальной грузоподъемности одного однорядного подшипника.
  Базовая статическая радиальная грузоподъемность двух и более одинаковых однорядных шариковых и роликовых радиальных и радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении их по схеме "тандем" (последовательно) в случае их точного изготовления и равномерного распределения нагрузки равна номинальной грузоподъемности одного однорядного подшипника, умноженной на число подшипников.
  Базовая статическая осевая грузоподъемность для двух и более одинаковых одинарных роликовых упорных и упорно-радиальных подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении их по схеме "тандем" при условии их точного изготовления и равномерного распределения нагрузки, равна номинальной грузоподъемности одного одинарного подшипника, умноженной на число подшипников.

Формулы для расчета статической
эквивалентной радиальной Рог (осевой Роа) нагрузки

  Статическая эквивалентная радиальная нагрузка для шариковых радиальных и радиально-упорных, роликовых радиально-упорных (α 0°) подшипников равна большему из двух значений, рассчитанных по формулам:

Рor  = X0Fr  + YoFa                  (5)


Р
or  = Fr          
                          (6)

где Fr и Fa - соответственно радиальная и осевая нагрузка на подшипник, Н; Х0 и Y0 -соответственно коэффициент статической радиальной и статической осевой нагрузки (табл. 59).
  Для роликовых радиальных подшипников (α = 0°), которые воспринимают только радиальную нагрузку, Por= Fr
  Статическую эквивалентную осевую нагрузку для шариковых и роликовых упорно-радиальных подшипников (α 90°) рассчитывают по формуле

59. Значения коэффициентов Xо и Yо
 

Тип подшипников Хо Yо Хо Yо
для однорядных подшипников для двухрядных подшипников
Шариковые радиальные* 0,6 0,5 0,6 0,5

 Шариковые
 радиально-упорные
 при угле контакта α, °

12
15
20
25
30
35
40
45
0,5 0,47
0,46
0,42
0,38
0,33
0,29
0,26
0,22
1,0 0,94
0,92
0,84
0,76
0,66
0,58
0,52
0,44

Шариковые и роликовые самоустанавливающиеся, α = 0°

0,5 0,22 ctgα 1,0 0,44 ctgα

 Роликовые радиально-упорные
 конические

0,5 0,22 ctgα 1,0 0,44ctgα

  * - допустимое максимальное значение Fa/Cor зависит от конструкции подшипника (значения внутреннего зазора и глубины желоба).
  Примечание. Значения Y0 для промежуточных углов контакта получают линейным интерполированием.

Poa = 2,3 Fr tga + F                         (7)

   Формула действительна для двойных подшипников при всех соотношениях радиальной и осевой нагрузок.
   Для одинарных подшипников, воспринимающих нагрузку в одном направлении, формула действительна в том случае, если значения Fr / Fa 0.44ctga , и дает вполне приемлемые значения Poa  при Fr / Fa до 0,67ctga.
   Для шариковых и роликовых упорных подшипников (а = 90°) Poa = Fa.
   Комплекты подшипников. При расчете статической эквивалентной радиальной нагрузки для двух одинаковых однорядных радиальных шариковых и радиально-упорных шариковых и роликовых подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении широкими или узкими торцами друг к другу и образующих общий подшипниковый узел, используют значения Х0 и Y0 для двухрядных подшипников, а значения Fr и Fa принимают в качестве общей нагрузки, действующей на весь комплект.
   При расчете статической эквивалентной радиальной нагрузки для двух и более одинаковых однорядных шариковых радиальных, шариковых и роликовых радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу по схеме "тандем", используют значения Х0 и Y0 для однорядных подшипников, а значения Fr и Fa принимают в качестве общей нагрузки, действующей на весь комплект.
   При расчете статической эквивалентной осевой нагрузки для двух или более одинаковых роликовых упорных и упорно-радиальных подшипников, установленных рядом на одном валу по схеме "тандем" (парный монтаж и монтаж нескольких подшипников), значения Fr и Fa принимают в качестве нагрузки, действующей на весь комплект.

 



Справочник конструктора - Все что нужно любому конструктору! ©2008-2013