Расчетный ресурс подшипника

Расчетным показателем долговечности подшипника служит базовый ресурс L₁₀, соответствующий 90%-й надежности. Име­ется в виду, что используют обычные мате­риалы, технологию производства и условия эксплуатации.

Однако во многих случаях желательно вычислить ресурс для более высоких уров­ней надежности или с учетом специальных свойств подшипников и условий эксплуа­тации. В таких случаях выполняют расчет скорректированного ресурса.

Базовый расчетный ресурс L₁₀ в мил­лионах оборотов определяют при 90%-ной надежности (отсюда в обозначении индекс 10 = 100 — 90):

L₁₀ = (C/P)^k

где С — базовая динамическая грузоподъем­ность подшипника (радиальная Сr или осе­вая Са), Н; Р — эквивалентная динамиче­ская нагрузка (радиальная Рr или осевая Ра). Н; k — показатель степени, равный в соответствии с результатами эксперимен­тов: k = 3 для шариковых и k = 10/3 для роликовых подшипников.

Формула расчета ресурса справедлива, если Рr (или Ра), а при переменных нагруз­ках Рr max (или Ра mах), не превышает 0,5Сr (или 0,5Са). Применимость формулы огра­ничена также частотами вращения от 10об/мин до предельных по каталогу.

По приведенной формуле вычисляют базовый расчетный ресурс L₁₀ для подшипников, изготовленных из обычных подшипниковых сталей и эксплуатируемы при нормальных условиях (правильной установке подшипника, правильно выбран­ном способе смазывания, защите от прони­кания инородных тел и др.).

При отличии свойств материала или условий эксплуатации от обычных, а также при повышенных требованиях к надежности определяют скорректированный расчетный ресурс Lsa в миллионах оборотов:

Lsa = a₁ а₂ а₃ L₁₀, (23)

где а₁ — коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от надежности (табл. 68); a₂ — коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от особых свойств подшипника; а₃ – коэффициент корректирующий ресурс в зависимости условий работы подшипника.

Скорректированный расчетный pecурс подшипника в часах

Lsah = 10⁶Lsa / (60n)

где n — частота вращения кольца, об/мин.

Расчет подшипников качения  при повышенной вероятности безотказной работы выполняют для ответственных узлов при необходимой надежности 91-99%. Вместо индекса s в обозначении ресурса записывают значение  разности (100 — Pt),  где Pt — надежность при определении ресурса. Так при 90%-ной надежности – L_10a (L_10ah), при 97%-ной – L_3a(L_3ah).

68. Значения коэффициента а₁

Подшипник приобретает особые свой­ства, что выражается в изменении ресурса, вследствие применения специальных мате­риалов (например, сталей с особенно низ­ким содержанием неметаллических вклю­чений) или специальных процессов произ­водства, или специальной конструкции. Значения коэффициента a₂ устанавливает изготовитель подшипников.

Эксплуатационные условия, которые дополнительно учитывают с помощью ко­эффициента a₃, — это соответствие вязко­сти смазочного материала требуемому значению (с учетом частоты вращения и температуры), наличие в смазочном мате­риале инородных частиц, а также усло­вий, вызывающих изменение свойств мате­риала деталей подшипника (например, высокая температура вызывает снижение твердости).

Вычисление базового ресурса основано на том, что толщина масляной пленки в донах контакта тело качения — дорожка качения равна или немного больше сум­марной шероховатости поверхностей контакта. При этом а₃ = 1.

Рекомендации по значению коэффици­ента а₃ для других условий дает изготови­тель подшипников.

При выборе типоразмера подшипников и расчете скорректированного ресурса для конкретных условий эксплуатации предпо­лагают, что подшипники соответствуют необходимому классу точности и обеспече­ны требуемые прочность и жесткость валов и корпусов.

Применение в формуле расчета скоррек­тированного ресурса значений a₂ > 1 и а₃ > 1 должно быть строго обосновано.