Основні причини втрати працездатності підшипників кочення:

• викришування від втоми, яке спостерігається в підшипників після тривалого часу їхньої роботи в нормальних умовах;

• знос, що спостерігається при недостатньому захисті від абразивних часток (пилу і бруду);

• руйнування сепараторів, яке дає значний відсоток виходу з ладу підшипників кочення, особливо швидкохідних;

• розколювання кілець і тіл кочення, яке зв'язано з ударними і вібраційними перевантаженнями, неправильним монтажем, що викликає перекоси кілець, заклинювання тощо;

• залишкові деформації на бігових доріжках і виді лунок та вм'ятин, які спостерігаються в важконавантажених тихохідних підшипників.

Розрахунок підшипників кочення

Розрахунок підшипників кочення базується на двох критеріях:

1. Розрахунок на ресурс (довготривалість) по викришуванню від втоми.

2. Розрахунок на статичну вантажопідйомність по остаточним деформаціям,

При проектуванні підшипники підбирають з числа стандартних. Розрізняють підбір підшипників по динамічній вантажопідйомності для запобігання руйнування від втоми (викришування) (при n ≥ 10 мин^–1) та по статичній вантажопідйомності для запобігання остаточним деформаціям.

Умова підбора по динамічній вантажопідйомності:

С _потріб ≤С _{паспорт}. (5.1)

Паспортна динамічна вантажопідйомність– це таке постійне навантаження, яке підшипник може витримати протягом 1 млн. оборотів без виявлення ознак втоми не менш, ніж у 90% із визначеної кількості підшипників (приведена в каталозі).

Під навантаженням приймають радіальне для радіальних та радіально-упорних підшипників (нерухоме зовнішнє кільце), осьову – для упорних та упорно-радіальних (при обертанні одного з кілець).

Динамічна вантажопідйомність:

, (5.2)

де L – ресурс підшипника, млн. оборотів.

Р – еквівалентне навантаження,

р =3 (для шарикових),р 3,33 (для роликових),

а₁ – коефіцієнт надійності[1],

а₂ – узагальнений коефіцієнт сумісного впливу якості металу та умов експлуатації (табл. 16.3,[1]).

Еквівалентне навантаженнядля радіальних на радіально упорних підшипників – це таке умовне постійне навантаження, яке при прикладенні його до підшипника, в якому обертається внутрішнє кільце, забезпечує ту ж саму довговічність, яку підшипник має при дійсних умовах навантаження та обертання:

, (5.3)

де F_r,F_а– радіальне та осьове навантаження,

X, Y– коефіцієнти радіального та осьового навантаження (табл.16.5,[1]),

V – коефіцієнт обертання, залежить від того, яке кільце обертається (при обертанні внутрішньогоV=1, зовнішньогоV=1,2),

К_б – коефіцієнт безпеки, який враховує характер навантажень: при спокійному навантаженніК_б= 1, при помірних поштовхахК_б= 1,3...1,5, при сильних ударахК_б= 2,5...3,

К_Т – температурний коефіцієнт (приt до 100⁰СК_Т= 1, приt=125...250⁰СК_Т= 1,05...1,4).

Для упорних і радіально-упорних підшипників відповідно – постійне центральне осьове навантаження при обертанні одного з кілець:

. (5.4)

Значення X таY залежить від відношення, що пояснюється тим, що в деяких межах (≤е) додаткове осьове навантаження не погіршує умови роботи підшипника, воно зменшує радіальний зазор у підшипниках та вирівнює розподілення навантаження по тілам кочення.

При змінних навантаження враховують еквівалентну довговічність:

, (5.5)

де L_h – сумарний час роботи підшипника,год,

K_HE – коефіцієнт режиму навантаження.

Умова перевірки чи підбору по статичній вантажопідйомності:

, (5.6)

де Р₀ – еквівалентне статичне навантаження,

С₀ – статична вантажопідйомність.

Статична вантажопідйомність– таке статичне навантаження, якому відповідає загальна остаточна деформація тіл кочення та кілець в найбільш навантаженій точці контакту (0,0001 діаметра тіл кочення).

Еквівалентне статичне навантаження:

, (5.7)

де X₀,Y₀ –коефіцієнти радіального та осьового навантаження:

X₀= 0,6,Y₀ = 0,5 – радіальні шарикопідшипники однорядні і дворядні,

X₀= 0,5,Y₀ = 0,47...0,28 (при=12...36⁰відповідно) – радіально-упорні шарикопідшипники,

X₀= 0,5,Y₀ = 0,22сtg – конічні тасамоустановлювальнішарикопідшипники та роликопідшипники.

Методику розрахунку радіальних шарикопідшипників наведено в [4].