Условные обозначения
аф и ак ~ параметры логарифмического профиля ролика и кольца;
С - динамическая грузоподъемность подшипника, кН;
С0 - статическая грузоподъемность подшипника, кН;
сп и Си, - удельная теплоемкость материалов колец подшипника и роликов соответственно, Дж/(кгК);
О - наружный диаметр подшипника, лш;
£)н, - диаметр тела качения, мм;
йт - средний диаметр подшипника, мм;
с1 ], 01 - расчетные диаметры беговых дорожек внутреннего и наружного колец подшипника, мм;
сI - внутренний диаметр подшипника, лш; с!в - внутренний диаметр внутреннего вала, лш;
с1и - наружный диаметр наружного вала, мм;
Е1,Е2 - модули упругости материалов колец, МПа;
Епр - приведенный модуль упругости в контакте, МПа;
Е5 - модуль упругости материала сепаратора, МПа;
Ем, - модуль упругости материала ролика, МПа;
Е6 и Ен - нормальные нагрузки в контактах ролика с внутренним и наружным кольцами, Н;
Ес - центробежная сила ролика, Н;
Ип - полная нормальная нагрузка в контакте, II;
Рг - радиальная нагрузка подшипника, кН;
■Р/(5 - нагрузка в контакте сепаратора с кольцом, Н;
Е8 - нагрузки в контакте ролика с перемычкой сепаратора, Н;
/ - коэффициент трения;
- критерий уровня нагруженности подшипника; g0 - диаметральный зазор подшипника в свободном состоянии, мм;-/?0 - толщина эластогидродинамического смазочного слоя, мм;
Ьи- расчетное значение номинальной долговечности подшипника, час;
1С - длина цилиндрического участка ролик, мм;
1Т - величина радиусной фаски у торца ролика, мм;
1ф и 1К - длины бомбины у ролика и кольца, мм;
/м. - расчетная длина ролика, мм;
2
- масса ролика, кг;
N.. - число циклов изменения напряжений колец; п - частота вращения кольца, об./мин.;
пв, пв- частоты вращения внутреннего и наружного колец, об./мин.;
П0 - измеренная частота вращения сепаратора, об.,/мин.;
П00 - теоретическая (расчетная) частота вращения сепаратора, об./мин.;
Р - приведенная динамическая нагрузка подшипника, кН;
Рв — вероятность безотказной работы;
Ри - значение нагрузки, соответствующей пределу контактной выносливости, кН;
Яск],Яск2 - средние квадратичные отклонения микронеровностей шероховатых поверхностей контактирующих тел, мм;
11ф и Кк- радиусы бомбины ролика и кольца, мм;
- запас статической грузоподъемности;
Гу - приращение температуры в зоне трения, °С;
К>*н ~ рабочие температуры внутреннего и наружного колец, °С;
- температура сборки подшипникового узла, °С;
(с - температура смазки в зоне контакта, °С;
- суммарная скорость качения, м/с; искорость скольжения в контакте, м/с;
У0 - окружная скорость переносного движения центра ролика, м/с;
Уг - скорости поверхностей беговых дорожек колец, м/с;
У^ - скорость поверхности ролика, м/с;
2 - число тел качения;
а-пьезокоэффициент вязкости смазки, Па “1;
ссп}авв,авИ - коэффициенты линейного температурного расширения для материалов колец подшипника, внутреннего и наружного валов, 1/°С; а$ - коэффициент линейного температурного расширения материала сепаратора, 1/°С;
- коэффициент линейного температурного расширения для материала ролика, 1/°С;
(3-коэффициент зависимости вязкости смазки от температуры, 1/°С;
Уп>У 1>У2 ‘ плотность материалов колец подшипника, внутреннего и наружного валов, г/см3;
у3 - плотность материала сепаратора, г/см3;
yw - плотность материала ролика, г/см3;
Лф и Лк - величины бомбины у ролика и кольца, мм;
двт и днт - деформации в контактах с внутренним и наружным кольцами в среднем сечении, мм;
дс - максимальная контактная деформация под действием центробежной силы, мм;
£0 - коэффициент проскальзывания;
8j,62 - коэффициенты Пуассона для материалов колец;
Sw - коэффициент 11уассона материала ролика;
€s - коэффициент Пуассона материала сепаратора;
<9 - угол перекоса ролика относительно кольца, рад.;
0О - величина предельного перекоса,рад.;
Ов и Ои - углы перекоса ролика относительно внутреннего и наружного колец,/юд.;
©к и ©кк - углы перехода от цилиндрического участка к бомбине для ролика и кольца соответственно, рад.;
Ро ~ динамическая вязкость смазки в данной точке смазочного слоя, Па-с; v - кинематическая вязкость смазки при рабочей температуре, м2/с; рПр - приведенный радиус кривизны, мм;
<7({i,GHi ~ напряжения в контактах роликов с внутренним и наружным кольцами, МПа;
сов и со}{ - угловые скорости вращения внутреннего и наружного колец, 1/с; й)0 - угловая скорость вращения сепаратора, 1/с;
соv - угловая скорость вращения ролика относительно собственной оси,1/с.
4
ОГЛАВЛЕНИЕ
стр.
Введение 7
1. Анализ современного состояния исследований и методов расчета роликовых подшипников авиационных ГТД 12
1.1. Конструктивные особенности и условия нагружения узлов с подшипниками качения ГТД 12
1.2. Методы расчета долговечности авиационных подшипников 13
1.3. Исследования кинематики межвальных роликоподшипников 18
1.4. Эластогидродинамический расчет роликового контакта 23
1.5. Влияние перекосов колец на работоспособность роликовых подшипников качения 27
1.6. Выводы и постановка задач исследования 31
2. Теоретические исследования работоспособности межвальных роликовых подшипников качения 33
2.1. Расчет долговечности подшипников качения по базовым контактным напряжениям 33
2.1.1. Определение базовых контактных напряжений 34
2.1.2. Определение предела контактной выносливости 36
2.1.3. Расчет долговечности межвального роликоподшипника
по базовым контактным напряжениям 37
2.2. Определение величины посадочного натяга в подшипнике в рабочих условиях 40
2.3. Определение рабочего значения диаметрального зазора подшипника 42
2.4. Исследование работоспособности при перекосе колец
подшипника 44
2.4.1. Определение характеристик профиля образующей роликов 44
2.4.2. Распределение нагрузки по линии контакта при перекосе ролика 46
2.4.3. Определение величин перекоса ролика относительно внутреннего и наружного колец 50
2.4.4. Распределение напряжений в контакте при перекосе 54
2.4.5. Элементы геометрии беговой дорожки профилированного
вну греннего кольца 56
2.4.6. Распределение нагрузки в контакте ролика
с профилированным внутренним кольцом 58
2.4.7. Распределение нагрузки между роликами при перекосе
колец 62
2.4.8. Условия контактирования ролика с внутренним кольцом 64
2.4.9. Распределение нагрузки в контакте с наружным кольцом под действием центробежной силы 66
2.4.10. Расчет усилий в контакте роликов с внутренним кольцом 67
2.4.11. Условия равновесия внутреннего кольца 68
2.5. Расчет долговечности подшипника при перекосе колец 70
2.5.1 Определение значений эквивалентных напряжений 70
2.5.2. Исследование влияния перекосов на долговечность подшипника 71
2.6. Выводы по главе 2 77
3. Экспериментальные исследования работоспособности межвального роликового подшипника качения 79
3.1. Оборудование и методика испытаний 80
3.2. Результаты экспериментальных исследований 86
3.3. Расчетное исследование скольжения сепаратора 97
3.3.1. Геометрические характеристики межвального роликоподшипника в рабочих условиях 97
3.3.2. Расчет сил трения в контактах роликов с кольцами 101
3.3.3. Расчет сил трения в контактах ролика с сепаратором 103
3.3.4. Расчет контакта сепаратора с наружным кольцом 107
3.3.5. Расчет кинематики ролика 109
3.3.6. Расчет кинематики сепаратора 111
3.3.7. Расчет проскальзывания роликов межвального подшипника
и сравнение с результатами эксперимента 113
3.4. Выводы по главе 3 117
4. Сравнительный анализ теоретических и экспериментальных результатов и проверка работоспособности межвальных подшипников 119
4.1. Анализ дефектов работы межвальных роликовых подшипников 119
4.1.1. Исследование подшипников 55-2672919Р4 и 55-2672919Р5 119
4.1.2. Исследование межвального подшипника 5-272822Р2У 127
4.1.3. Исследование подшипника 56-1032920Р12 128
4.2. Оптимизация геометрии цилиндрического роликоподшипника
при перекосах колец 130
4.2.1. Оптимизация профиля ролика 131
4.2.2. Оптимизация профиля бомбинированных ролика и внутреннего кольца 134
4.3. Выводы по главе 4 139
Заключение 141
Литература 144
Приложения 154
Приложение 1. Программа оптимизации профиля роликов и колец радиального подшипника при перекосе колец (СЬооБеРгоВ^АР) 154
Приложение 2. Программа расчета долговечности радиального роликоподшипника при перекосе колец (Оо^Н.о1Регесоз2АР) 158
Приложение 3. Карта измерений испытуемых подшипников 165
ВВЕДЕНИЕ
В качестве опор роторов двигателей летательных аппаратов в настоящее время нет альтернативы использованию подшипников качения благодаря ряду их специфических преимуществ. Так, современные авиационные подшипники качения для смазки и охлаждения требуют незначительный объем масла, а при выполнении летательным аппаратом фигур высшего пилотажа могут кратковременно обходиться вообще без смазки. Монтажные зазоры в подшипниках качения позволяют обеспечивать работоспособность роторной системы при существующих температурных деформациях корпусов на всех режимах работы авиационного двигателя. Недостатком подшипников качения является их низкая демпфирующая способность.
Расчеты долговечности подшипников качения стандартных типов стандартизированы DIN ISO 281, а также отечественным стандартом ГОСТ 18855-82. Вместе с тем авиационные подшипники, как правило, имеют долговечность выше расчитанной по указанным методикам. Это объясняется рядом причин: более высокое качество изготовления, более высокое качество применяемых для подшипников материалов, лучшие условия организации смазывания подшипников и др. Эти причины практически не учитываются в стандартных методиках расчета. Обширные и глубокие исследования долговечности авиационных подшипников качения позволили фирме FAG сделать уточнения к методике DIN ISO 281 и создать, таким образом, методику, которую можно рекомендовать для расчетов подшипников авиационной и аэрокосмической техники.
Высокоскоростные подшипники качения для аэрокосмического турбомашиностроения - особые изделия, используемые в аэрокосмических и космических летательных аппаратах, часто в различных средах и условиях работы. Поэтому для них используются специальные конструкции [8,50,57], материалы, технологии и предъявляются особые требования по качеству. Стоимость таких подшипников часто может превышать в 100 раз стоимость аналогов массового выпуска [7,8,89,95,96,112,121,139]. При проектировании подшипников аэрокосмического применения используются общие методы расчета, но, поскольку следует учитывать большое количество конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов (скорости, температуры и т.д.), разрабатываются новые методы.
) Роликоподшипники опор роторов современных авиационных ГТД в зна-
чительной мере определяют надежность и безопасность работы двигателя в це-I лом, так как выход подшипника из строя приводит к аварии двигателя. Кроме
удовлетворения обычных требований, предъявляемых к высокоскоростным подшипникам (способность выдерживать нагрузку, минимум потерь мощности,, минимальный износ, избежание чрезмерных вибраций и т. д.) подшипники опор роторов ГТД должны еще надежно работать в широком интервале темпе-: ратур (от запуска при отрицательной температуре до режимной работы узла),
воспринимать многократную против нормальной нагрузку и перекосы колец во время маневрирования летательного аппарата [71,107].
7
Особенности работы современных высокоскоростных роликоподшипников ГТД следующие [42,44,46,67,68,70]:
- в последнее время для достижения наибольшего к.п.д. компрессора ГТД резко возросли частоты вращения валов до значений скоростного коэффициента (произведение внутреннего диаметра внутреннего кольца на частоту его вращения) с1п = (1...2)Т06 мм-об./мпн. и в перспективе планируется увеличить до
= 3 • 1 0б лт'об./мин. и выше;
- с целью получения максимального к.п.д. термодинамического цикла увеличился уровень теплонапряженности ГТД, вследствие чего возросли рабочие температуры подшипников;
- борьба за снижение веса ГТД привела к снижению радиальных нагрузок на подшипники. Поэтому газотурбинные роликоподшипники в основном подбираются не по воспринимаемой нагрузке, а по посадочному диаметру вала и, как правило, работают недогруженными;
- работа подшипников в условиях перекосов колец, больших силовых и температурных деформаций деталей подшипникового узла.
Наряду с тем, что параметры режимов работы роликоподшипников ГТД порой достигают предельных значений, дополнительные трудности вытекают из того, что они изменяются в очень широких пределах. Так, например, даже незначительные колебания величины вязкости смазки сильно сказываются на работе подшипников: резко повышается проскальзывание, износ, нарушается исходное состояние поверхностей [1,10,25,34,52,68]. В то же время ввиду быстроходности авиаподшипников даже незначительные ненормальности в их работе приводят к быстрому разрушению подшипника [72,138].
В опорах современных отечественных ГТД применяются преимущественно роликоподшипники с короткими цилиндрическими роликами, с направляющими бортиками, расположенными как на наружном, гак и на внутреннем кольце, и с центрированием сепаратора по наружному кольцу [50,59,118]. Кольца и ролики изготавливаются из сталей типа ШХ15 со специальными термообработками, а для теплоустойчивых подшипников - из вольфрамованадиевой стали 8Х4В9Ф2 (ЭИ347Ш) [66,96,122,126], сепаратор массивной конструкции - из алюминиевого Д1Т, бронзового БрАЖМц сплавов, латуни ЛС59-1 и магниевого чугуна ВТУ ПТ87-60. В настоящее время сепараторы высокоскоростных подшипников изготавливают из стали 40ХН и др. с покрытиями на поверхностях трения. Для улучшения режима смазки в контактах центрирования поверхности бронзовых сепараторов покрываются серебром. Сепараторы из магниевого чугуна обрабатываются паром для создания на поверхности окисной пленки и поверхности центрирования покрываются твердой смазкой ВАП-2. Для устранения кромочных эффектов распределения нагрузки по длине ролика ролики выполняются бомбинированными. Кроме того, применяется сортировка роликов высокой точности, при которой разница в размерах не превышает долей микрометра [24,25,68,129].
Теория цилиндрического роликового подшипника, применяемая в инженерных расчетах, в основном предполагает отсутствие проскальзывания в контактах роликов с дорожками качения колец [2,7,14,50,89,95 и 122], а частоты
8
вращения роликов и сепаратора принимаются постоянными и равными своим эпициклическим значениям, т. е. значениям при равномерном вращении без проскальзывания. При этом исключается влияние на кинематику подшипника нагрузки, радиального зазора, вязкости смазки, массы роликов и сепаратора, расположения направляющих бортиков на наружном или внутреннем кольце и т. д. В этом случае теоретический анализ работы подшипника не отражает многих происходящих в нем физических процессов. Долговечность авиационных подшипников определяется расчетом на усталостное выкрашивание [38,47,50,74,75,89,122,137,142,144], в то время как анализ статистики выходов из строя роликоподшипников ГТД показывает, что в большинстве случаев выход подшипника из строя обусловлен изнашиванием дорожек и тел качения [11,26,52,64,97,132,138]. При этом особенно часто наблюдается заедание [141] с последующим прогрессирующим изнашиванием рабочих поверхностей, вызываемое проскальзыванием в контактах роликов с дорожками качения колец [133].
Прогресс авиадвигателестроения связан с интенсификацией рабочих процессов, ужесточением режимных параметров ГТД. Это привело к снижению надежности роликоподшипников опор валов из-за проскальзывания, что является существенным препятствием на пути создания двигателей следующего поколения.
Теоретические и экспериментальные исследования кинематики высокоскоростных цилиндрических роликоподшипников, проведенные в России и за рубежом, выявили некоторые закономерности в работе подшипников в условиях проскальзывания, но общепринятой теории проскальзывания в роликоподшипнике, удобной для применения в инженерных расчетах, пока нет. Поэтому разработка методов расчета роликоподшипников на проскальзывание является важной и актуальной задачей.
Весьма серьезные исследования влияния свойств материалов для изготовления подшипников и условий работы проведены фирмой SKF, создавшей собственные уточнения стандартной методики расчета.
В настоящей работе приводятся методики расчета подшипников на базе наших исследований с необходимыми дополнениями, сделанными с учетом рекомендаций фирм FAG и SKF [136,137,144].
Изложенная в отечественных справочниках методика расчета, основанная на рекомендациях DIN ISO 281, не учитывает большинство эксплуатационных факторов, поэтому часть предприятий авиадвигателестроения широко использует различные поправочные коэффициенты на основе собственного опыта.
При этом большинство поправочных коэффициентов определяется в зависимости от предложенной Т. Тальяном [132] характеристики режима жидкостного трения с учетом толщины эластогидродинамического смазочного слоя. Большое влияние на работоспособность подшипников при высоких скоростях вращения и неудовлетворительных условиях для образования эластогидроди-намических смазочных слоев оказывают свойства материалов для изготовления подшипников.
Изложенные ранее методы расчета подшипников качения основаны на предложенной А. Пальмгреном кривой контактной выносливости. При этом им
предполагалось отсутствие для подшипников предела контактной выносливости, и кривая принята асимптотически приближающейся к оси абсцисс. В то же время фирмой $КР предложено использовать при расчетах долговечности подшипников качения новую кривую выносливости, в которой используются значения нагрузки, соответствующей пределу контактной выносливости, установленному на основе собственных экспериментов и приведенному в каталоге выпускаемых фирмой подшипников [144].
Однако расчет долговечности подшипника по приведенным динамическим нагрузкам не позволяет учесть реальные условия эксплуатации подшипников в изделиях авиационной техники. К ним относятся реальные значения рабочих диаметральных зазоров, перекосы колец подшипника, деформации тонкостенных деталей подшипниковых узлов и специальные профили рабочих поверхностей подшипников. В этой связи расчет долговечности авиационных подшипников целесообразно выполнять по контактным напряжениям.
Стандартные методы расчета долговечности подшипников качения не предусматривают случая, когда оба кольца вращаются с разными скоростями, что наблюдается в работе межвальных подшипников авиационных газотурбинных двигателей. В практических расчетах в подобных случаях используют различного рода упрощения и допущения. Кроме того, межвальные подшипники работают, как правило, при перекосах колец, что не может быть учтено при расчетах по базовым нагрузкам.
В настоящей работе излагается метод расчета межвальных роликовых подшипников по базовым контактным напряжениям.
Работа подшипников при наличии перекоса колец требует особого подхода к конструкции и геометрии подшипников. В работе приводятся методики расчета и рекомендации по профилированию рабочих поверхностей роликов и беговых дорожек колец, выбору оптимальных значений радиальных зазоров и конструкции сепараторов.
Основной целыо данной работы явилась разработка математической модели высокоскоростного цилиндрического роликоподшипника и инженерных методов его расчета на долговечность с учетом реальных условий эксплуатации (проскальзывания, перекосов колец, тепловых и центробежных деформаций и т.п.).
Общая методика выполнения работы. Исследование долговечности межвальных роликоподшипников ГТД по базовым контактным напряжениям производилось путем теоретического расчета кинематики, распределения нагрузки и напряжений в контактах роликов с последующей проверкой полученных результатов экспериментальным путем. Исследовалось влияние внешней радиальной нагрузки, частот вращения колец, радиального зазора и перекосов колец на величину контактных напряжений и долговечность подшипника. На основе полученных закономерностей производился расчет оптимальных значений диаметральных зазоров, посадок и параметров внутренней геометрии подшипников.
10
Научная новизна. Разработана плоская квазидинамическая модель меж-вального цилиндрического роликоподшипника, позволяющая рассчитывать его долговечность по базовым контактным напряжениям в зависимости от условий нагружения и режима работы. Модель учитывает изменение внутренней геометрии от посадок, температурных расширений и деформаций от центробежных сил, влияние нагрева смазки в контактах роликов с дорожками качения колец от скольжения и термоэффекта входной зоны, а также влияние шероховатости рабочих поверхностей колец и роликов. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными.
Разработан метод расчета долговечности высокоскоростных межвальных роликовых подшипников по базовым контактным напряжениям с учетом влияния эластогидродинамических смазочных слоев. Предложенный метод расчета роликоподшипника основан на использовании экспериментальных кривых контактной выносливости подшипниковых материалов.
Приводятся методики расчета и рекомендации по профилированию рабочих поверхностей роликов и беговых дорожек колец, выбору оптимальных значений радиальных зазоров и конструкции сепараторов.
Практическая значимость данной работы состоит в том, что ее результаты позволяют:
- определить диапазон допустимых радиальных зазоров в подшипнике (рабочих и монтажных);
- назначать диапазон допустимых посадочных натягов колец подшипника с учетом деформаций деталей подшипникового узла и температурного расширения;
- рассчитать количество и размеры роликов, обеспечивающие оптимальное соотношение долговечности и проскальзывания сепаратора в роликоподшипнике;
- оценивать влияние конструкции и деформаций деталей подшипникового узла на долговечность подшипника;
- оптимизировать внутреннюю геометрию подшипника (радиальный зазор, размеры и профиль роликов и колец и т. д.) для обеспечения надежности работы подшипника в заданных условиях эксплуатации.
Практическое использование результатов работы позволяет сократить время и расходы на проектирование и доводку подшипниковых узлов ГТД, повысить их работоспособность и тем самым увеличить надежность и долговечность самих ГТД.
На защиту выносятся следующие результаты научных исследований:
1. Математическая модель высокоскоростного цилиндрического роликоподшипника с учетом перекоса колец и совместности деформаций деталей подшипника и подшипникового узла.
2. Метод расчета долговечности межвальных роликовых подшипников по базовым контактным напряжениям с учетом перекоса колец.
3. Методика расчета радиальных зазоров роликоподшипника, посадочных натягов колец и характеристик внутренней геометрии подшипника с учетом условий работы межвальных подшипников.
4. Результаты исследования кинематики межвальных роликовых подшипников авиационных ГТД.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ АВИАЦИОННЫХ
ГТД
1.1. Конструктивные особенности и условия нагружения узлов с подшипниками качения ГТД
Борьба за снижение веса ГТД привела к снижению радиальных нагрузок на подшипники. Поэтому газотурбинные роликоподшипники в основном подбираются не по воспринимаемой нагрузке, а по посадочному диаметру вала и, как правило, работают недогруженными.
Рис. 1.1. Узел межвального подшипника 5-272822Р2У
Сложность конструкций опор, как показано, например, на рис. 1.1 и 1.2, и тонкостенность их деталей вызывают деформации и перекосы колец подшипников. Кроме того, возникают проблемы с подводом и отводом смазочного материала. Это приводит к серьезной неравномерности распределения температуры по ширине подшипниковых колец, что в свою очередь также вызывает неравномерность теплового расширения и диаметрального зазора в подшипнике.
Перекосы колец подшипников в свою очередь приводят к изменению характера распределения нагрузок и напряжений в деталях подшипников.
Высокие скорости вращения и температуры вызывают тепловое и центробежное расширение валов и колец подшипников, что приводит к изменению диаметральных зазоров подшипников и в ряде случаев может привести к возникновению натяга по роликам.
12
Это в свою очередь создает дополнительные нагрузки на тела качения и приводит к снижению долговечности подшипников.
Развитие двигателей летательных аппаратов сопровождается повышением скоростей вращения, увеличением давления и температуры рабочей среды, интенсификацией динамических
нагрузок на агрегаты и узлы летательного аппарата.
Работоспособность и ресурс изделий в подобных условиях в значительной мере зависят от вибрационного состояния. Использование жестких опор роторов не позволяет обеспечить допустимого уровня вибрации на резонансных режимах и требуемого ресурса работы двигателя. Уменьшение амплитуды колебаний ротора и вибрации статора возможно за счет использования специальных демпфирующих устройств.
1.2. Методы расчета долговечности авиационных подшипников
В соответствии с отечественными стандартами [95,122] расчет долговечности авиационных подшипников качения проводится по формуле
^Иа = ^Иа\а2Ъ^
где расчетное значение номинальной долговечности подшипника; ах ,а2?1
- поправочные коэффициенты.
Расчетное значение номинальной долговечности определяется по стандартной методике расчета по формуле
£„ = 104/60п ,
где п - частота вращения кольца в об./мин.
При этом долговечность Ь подшипника в миллионах оборотов вращающегося кольца определяется по формуле
£ = (С//>)т.
Здесь С - динамическая грузоподъемность, Р - приведенная динамическая нагрузка.
В формуле экспериментальный показатель степени для роликовых подшипников принимается равным т = 3,33.
Значения динамической грузоподъемности С определяются по таблицам
[57,95,122].
13
Известно, что расчетное значение номинальной долговечности Ьи соответствует 90-процентной вероятности безотказной работы подшипника. При повышенных требованиях к вероятности безотказной работы вводится поправочный коэффициент ах.
На основе экспериментальных исследований значение коэффициента а] в зависимости от требуемой вероятности безотказной работы Рв определяется по формуле [95]:
_(1пРХ^
1 I /И 0,9 ,
Здесь е0 - экспериментально определяемый коэффициент, значение которого рекомендуется принимать равным е0 = 10 / 9 - для шариковых и е0 =9/8 - для роликовых подшипников.
Таблица 1.1
Ориентировочные значения запаса статической грузоподъемности
Тип работы Требования по малошумности
Не важно Обычно Важно
Шарико- подшип- ники Ролико- подшип- ники Шарико- подшип- ники Ролико- подшип- ники Шарико подшип- ники Ролико- подшип- ники
Плавная без вибраций 0,5 1 1 1,5 2 3
Обычная 0,5 1 1 1,5 2 3,5
Отчетливые ударные нагрузки >1,5 >2,5 >1,5 >3 >2 >4
Проверку статической грузоподъемности рекомендуется выполнять по условию:
Л р - 50 1 о
Здесь: /8 - критерий уровня нагруженности подшипника; - запас статической грузоподъемности, величину которого рекомендуется выбирать по табл. 1.1.
Значение статической грузоподъемности С0 определяется по таблицам
[57,95,122].
14
- Київ+380960830922