Виды разрушения подшипников

Основной причиной разрушенияподшипников качения при хорошей смазке и защите от попадания абразивных частиц являетсяусталостное выкрашивание рабочих поверхностей колец и тел качения.

При действии ударныхили больших статических нагрузок на рабочих поверхностях колец и тел качения появляются вмятины, происходитраскалывание колец и тел качения.

Абразивное изнашиваниенаблюдается при недостаточной защите подшипника от попадания абразивных частиц (вид разрушения характерен для строительных, дорожных и сельскохозяйственных машин).

Разрушение сепараторапри действии центробежных сил (характерно для быстроходных подшипников).

Критерии расчета подшипников

Основными видами расчета подшипников качения являютсярасчетна долговечность по динамической грузоподъемностидля предотвращения усталостного выкрашивания ирасчет на статическую грузоподъемностьс целью исключения пластических деформаций.

При расчете подшипника на долговечность учитывают его базовую динамическую грузоподъемность.

Базовая динамическая грузоподъемность C- это такая постоянная нагрузка, которую выдерживают не менее 90 % подвергнутых испытанию подшипников без появления признаков усталости в течение 1 млн. оборотов.

Базовая статическая грузоподъемность C₀ – это такая постоянная нагрузка, при которой общая остаточная деформация колец и тел качения в наиболее нагруженной зоне контакта приблизительно равна 0.0001 от диаметра тела качения D_w.

Расчет на долговечность

Расчет по динамической грузоподъемности выполняют при частоте вращения кольца подшипника n > 1 мин^-1, расчет по статической грузоподъемности - при n ≤ 1 мин^-1. Если n=1…10 мин^-1, то в расчете следует принять n = 10 мин^-1.

Для учета реальных условий работы подшипника радиальную и осевую силу F_rиF_aзаменяют эквивалентной динамической нагрузкойP.

Эквивалентная динамическая нагрузка – это постоянная нагрузка, которая при приложении ее к подшипнику с вращающимся внутренним и неподвижным наружным кольцами обеспечивает такую же долговечность, какую подшипник имеет при действительных условиях нагружения.

Для определения эквивалентной динамической нагрузкииспользуют зависимость

P =K_бK_t (XVF_r+YF_a),

где F_rиF_a- радиальная и осевая нагрузки, действующие на подшипник;

X – коэффициент радиальной нагрузки;Y– коэффициент осевой нагрузки;

Коэффициенты X и Y зависят от типа подшипника и ха-рактера его нагружения.

K_б– коэффициент безопасности;

K_t– температурный коэффициент;

V– коэффициент вращения;V= 1 при вращении внутреннего кольца относительно направления нагрузки иV= 1.2 при вращении наружного кольца, для сферических подшипников в любом случаеV= 1.

m= 3 для шарикоподшипников

m= 3,33 для роликоподшипников

Базовый расчетный ресурс подшипника в часах

формула справедлива лишь при выполнении условия P ≤ 0,5C.

При P > 0,5Cконтактные напряжения превышают допускаемые значения

Расчетное значение ресурса должно превышать требуемый ресурс, который зависит от типа машины и условий эксплуатации.

Согласно ГОСТ Р50891-96, для подшипников зубчатых редукторов должно выполняться условие L_10h ≥12500 ч,

Учет режима работы машины, уровня надежности ≠ 90%,

качества металла и условий эксплуатации на долговечность подшипника

L_h = L_10h a₁ a₂₃ /μ_h ,

где μ_h – коэффициент режима нагружения;a₁ – коэффициент надежности;

a₂₃ – учитывает влияние качества металла и условий эксплуатации

Уровень надежности %	80	85	90	95	98	99
a1	2	1,5	1	0,62	0,23	0,21

Тип подшипника	a23 для условий
	Обычные	Отсутствие перекосов и наличие смазки	То же при деталях из качественной стали
Шарикоподшипники (кроме сферических)	0,7...0,8	1,0	1,2...1,4
Шарикоподшипники сферические двухрядные	0,5...0,6	0,8	1,0...1,2
Подшипники с короткими цилиндрическими роликами	0,5...0,6	0,8	1,0...1,2
Роликоподшипники конические	0,6...0,7	0,9	1,1...1,3
Роликоподшипники сферические двухрядные	0,3...0,4	0,6	0,8...1,0

Режим нагружения	Коэффициент режима нагружения - μh
	Шарикоподшипники	Роликоподшипники
Постоянный Тяжелый Средний равновероятный Средний нормальный Легкий Особо легкий	1 0,5 0,25 0,18 0,125 0,063	1 0,47 0,23 0,16 0,112 0,056

Расчетное значение ресурсадолжно превышать требуемый ресурс, который зависит от типа машины и условий эксплуатации.

Согласно ГОСТ Р50891-96, для подшипников зубчатых редукторов должно выполняться условие L_10h ≥12500 ч,