Что такое динамическая грузоподъемность подшипника

Грузоподъемность подшипника

Это, пожалуй, одна из важнейших характеристик подшипников. Благодаря правильному расчету и подбору необходимой детали можно быть уверенным в том, что все будет работать как следует и не сломается в самый неподходящий момент. Но давайте не будем ходить вокруг да около и перейдем сразу к сути.

Итак, грузоподъемностью называют нагрузку, при которой с неподвижным подшипником начинает происходить процесс деформации (статическая грузоподъемность или СГ) либо нагрузку, с которой он способен отработать свой базовый ресурс (динамическая грузоподъемность или ДГ). Помимо такой классификации, она может также быть поделена на радиальную и осевую.

Статическая грузоподъемность подшипника

Является постоянной действующей силой. Напрямую связана с давлением, поэтому измеряется в паскалях (по ГОСТу). От ее величины зависит уровень образования остаточных деформаций на дорожках и телах качения. Такие деформации увеличиваются прямо пропорционально возрастанию нагрузки. Если они не превышают 0,0001 d тел качения, то ухудшения эксплуатационных качеств подшипника не происходит. Замер выполняется в центре зоны, которая подвергается максимальному давлению. Исходя из этого, величина статической грузоподъемности является величиной нагрузки, приводящей к появлению такой деформации.

Статическая грузоподъемность для подшипников различной конструкции следующая:

Расчет статической грузоподъемности проводится или при полностью неподвижном подшипнике, или при минимальном угловом вращении (0,105 радиан в секунду или 1 оборотов в минуту)

Величина эквивалентной нагрузки (в статике) может являться меньшей, большей либо равной СГ. На это влияют геометрические размеры подшипника, требования, относящиеся к моменту трения и к плавности хода.

Динамическая грузоподъемность подшипника

Представляет собой меру, определяющую несущую способность подшипника в динамическом режиме. Определяется выносливостью материала, которая в свою очередь тесно связана с нагрузкой, статистической случайностью первого повреждения и с рабочей частотой вращения.

Для расчета вращающихся подшипников качения существует динамическая грузоподъемность C, являющаяся нагрузкой постоянной величины и направления, при которой для множества одинаковых подшипников достигается номинальная долговечность в 1 млн. оборотов.

Соответствие такой грузоподъемности относительно подшипников различной конструкции следующее:

Радиальная и осевая грузоподъемность подшипника

Представляют собой вид классификации грузоподъемности по направлению нагрузки на подшипник. Таким образом, действие радиальной нагрузки происходит в перпендикулярном направлении к оси в центр вала, а действие осевой – параллельно по отношению к оси.

От правильно подобранных подшипников с необходимыми параметрами зависит продолжительность эксплуатации сборочного узла. Поэтому при подборе подшипника, помимо расчетов величины усилий, нужно также определять и другие параметры, такие как:

• пространство в механизме, где будут расположены подшипники;

• возможность компенсации несоосности корпусной части и вала.

Следует также учитывать и комбинированные силы, представляющие собой комбинации радиальных и осевых нагрузок. В таких случаях часто используют более одной радиально-упорной модели, а во время монтажа подшипника производят расчет фиксированного расположения вала сразу в двух направлениях.

Источник

Обозначение термина грузоподъёмности

Данные величины оказывают существенное влияние на долговечность подшипника, и обязательно рассматриваются при его подборе.

Статическая грузоподъёмность

Базовой статической грузоподъёмностью принято именовать максимально допустимую нагрузку, после превышения которой в местах контакта поверхностей обойм с шариками (роликами) возникают остаточные деформации.

Величина совокупной остаточной деформации, значение которой составляет 0,0001 диаметра тела качения, в максимально нагруженных контактных зонах, может рассматриваться в качестве допустимой, и не приводит к ухудшению качества работы изделия.

Подобные деформации возникают в случаях действия статической нагрузки, именуемой эквивалентной, величина которой равна расчётной грузоподъёмности подшипника в статике.

В зависимости от типа изделия, максимальные величины контактных напряжений принимаются равными:

Формулы, применяемые для расчётов статической грузоподъёмности, величина которой принимается за базовую (БСГ), а также соответствующие коэффициенты, основываются на величине контактных напряжений.

Относительно величины БСГ, статическая нагрузка (имеется в виду допустимая эквивалентная) имеет любое значение (равная, превышающая либо меньшая по значению). Она прямо зависит от:

Базовая статическая грузоподъёмность, а также статическая эквивалентная нагрузка (ЭСН) рассчитывается в соответствии с положениями норматива 18854-94 (в действующей редакции).

Её принято подразделять на:

4000 МПа – для роликоподшипников радиально-упорного и упорного типа.

4200 МПа – для аналогичных типов шарикоподшипников.

Динамическая грузоподъёмность

Этим термином обозначается (в зависимости от типа подшипника):

Её принято подразделять на следующие виды расчётной грузоподъёмности (базовой):

Для версий радиально-упорных однорядных, величина этой грузоподъёмности равна аксиальной составляющей внешней нагрузки. Последняя приводит к аксиальному смещению обойм (одной относительно другой).

Кроме рассмотренных видов динамической грузоподъёмности выделяются радиальная и осевая эквивалентные нагрузки. Под действием первой (неподвижная постоянная), и второй (центральная), подшипник имеет ресурс, аналогичный ситуации действительного нагружения.

Источник

Грузоподъемность подшипников

Современные механизмы требуют компактных и надежных соединений вращающихся деталей (валов) с неподвижными частями. Валы могут передавать значительные усилия или скорости вращения с помощью специальных технологических изделий – подшипников.

Для оценки надежности подшипников используют принятый во всем мире способ – расчет на номинальную долговечность, динамическую и статическую грузоподъемность. Статья содержит сведения о силах, действующих в сопрягаемых узлах, методах расчета и понятия надежности работы подшипника.

Силы, действующие на подшипник

Для того, чтобы правильно понимать суть темы, необходимо определиться с некоторыми терминами: так, радиальное направление – это вектор силы направленный перпендикулярно оси подшипника; осевое – это направление, которое направлено вдоль оси кольца или подшипника.

Рис. 1. Силы, действующие на подшипник. 1- радиальная, 2- осевая, 3- смешанная нагрузка.

Сила, действующая вдоль оси, называется осевой, по направлению радиального вектора – радиальной. Если на узел действует обе силы, то такое действие называется смешанным. Направление сил, действующих на подшипник можно увидеть на рисунке 1.

Одним из основных показателей долговечности в работе является сопротивление усталостному выкрашиванию и пластической деформации. В первом случае дефект вызывает статическая нагрузка, во втором динамическая. Работоспособным подшипник остается если под действием нагрузки у него не происходит деформация тел качения, например, ролика или шарика, не более чем на одну десятитысячную долю миллиметра (0,0001 мм).

Методы расчета

Расчет на долговечность выполняются для подшипников, у которых скорость вращения более 1 об/мин (ω ≥ 0,105 рад/с). Статические (не вращающиеся) или вращающиеся медленнее чем 1 об/мин (ω Долговечность подшипников L в зависимости и отношения C/P для шариковых подшипников Долговечность подшипников L в зависимости и отношения C/P для роликовых подшипников

Динамическая грузоподъемность и долговечность связаны между собой зависимостью, которая получила название – эмпирическая зависимость, выражается формулой:

где: L – ресурс в млн. оборотов; С – величина динамической нагрузки.

Силы, действующие на радиальные и радиально-упорные шариковые и роликовые подшипники, расчет эквивалентной нагрузки

Для компенсации осевых нагрузок, действующих на валах, применяются упорные подшипники. Осевая нагрузка – Fx воспринимается роликами, находящимися в обоймах, наклоненных под углом, таким образом передавая нагрузку N на детали корпуса.

Рис. 2. Осевая нагрузка и силы действующее на упорный подшипник.

Для устойчивой и надежной работы узла с такими действующими на подшипник силами необходимо выполнение условия: Fr 1 ≥ Fx + S2 и Fr 2 ≥ S1+ Fx.

Эквивалентная нагрузка определяется по формуле:

где: Fr и Fa- радиальная и осевая нагрузки на подшипник;

V- коэффициент вращения кольца (V =1 при вращении внутреннего кольца, V =1,2 – при вращении наружного кольца);

Kb – коэффициент, учитывающий величину нагрузки;

KT – температурный коэффициент.
С последующими выполнением Ро Внимание покупателей подшипников

Источник

Наименования и виды грузоподъемности

Упомянутые критерии, наряду с номинальной долговечностью, используются для расчётов надёжности подшипниковой продукции.

Статическая грузоподъёмность – именуется нагрузка, приводящая к началу процесса деформации неподвижного подшипника.

Динамическая – нагрузка постоянной величины, под действием которой подшипник способен обеспечить базовую долговечность работы, определяемую 1 миллионом оборотов.

Статическая грузоподъёмность

Статические нагрузки средней величины, действующие на элементы конструкции подшипника, становятся причиной остаточных деформаций, возникающих на дорожках качения, шариках (роликах). Величина последних растёт при возрастании нагрузок.

Эмпирическим путём установлено, что при величине подобной деформации, не превышающей 0,0001 d используемых тел качения, ухудшения работоспособности изделия не наблюдается. Замеры выполняются в центральной части зоны, подвергающейся максимальным нагрузкам, где тела качения контактируют с поверхностью дорожки (источник, норматив STN ISO 76).

Поэтому за величину статической грузоподъёмности принята величина нагрузки, действие которой приводит к возникновению подобной деформации.

Её величины, для подшипников различного конструктивного исполнения, следующие:

По умолчанию, статическая грузоподъёмность (СГ) рассчитывается для полностью неподвижного изделия, либо вращающегося с малыми угловыми скоростями (0,105 рад/с или 1 об/мин)

Эквивалентная нагрузка (в статике), может быть больше/меньше, либо равной по значению величине СГ. Это зависит от реальных геометрических размеров подшипника, требований, касающихся момента трения либо относящихся к плавности хода.

Методы расчёта указанного параметра определены нормативом 18854-2013.

Динамическая грузоподъёмность

Для аксиальных подшипников качения данная величина определяется исключительно для нагрузки, считающейся постоянной, и действующей в радиальном направлении.

Для моделей упорных, в осевом. Последняя также принимается за константу.

Величины динамической нагрузки, считающиеся базовыми, сведены в справочные таблицы, составленные согласно положениям норматива STN ISO 281.

При выполнении проектировочных расчётов принято выделять:

Расчётную грузоподъёмность аксиальную, значение которой равно const радиальной нагрузке, воспринимаемой изделием без выхода из строя (при ресурсе до 1 млн оборотов).

Для однорядных моделей радиально-упорного типа эта грузоподъёмность равна аксиальной составляющей внешней нагрузки, инициирующей радиальный сдвиг обойм (внешней относительно внутренней).

Расчётную грузоподъёмность осевую. Так именуется центральная нагрузка (const), действующая вдоль оси, которую изделие способно воспринимать без поломок при совершении до 1 млн оборотов.

Динамическая грузоподъёмность, именуемая базовой, рассчитывается согласно положениям норматива 18855-2013. Стандартом предусмотрены различия при выполнении расчётов, зависящие от вида воспринимаемой нагрузки, формы тел качения, варианта установки подшипника.

Значение указанной величины проставляется в паспорте подшипника.

Осевая грузоподъёмность для моделей упорно-радиальных, а также упорных шарикоподшипников рассчитывается согласно разделу 6.1. вышеназванного ГОСТ.

Её эквивалентное значение для этой группы подшипниковой продукции, по разделу 6.2.

Динамическая грузоподъёмность, для шарикоподшипников аксиальных и радиально-упорных, определяется согласно разделу 7.1.

Специфика расчётов, учитывающих вариант установки, рассмотрена в подразделе 7.1.2. (статьи 7.1.2.1. – 7.1.2.4).

Эквивалентная нагрузка (осевая) для изделий данной группы считается согласно разделу 7.2.

Особенности монтажа, влияющие на выполнение расчётов, в подразделах 7.2.1., 7.2.2. и статьях 7.2.2.1., 7.2.2.2.

Для роликоподшипников упорно-радиального и упорного типов динамическая грузоподъёмность считается согласно разделу 8.1. А эквивалентная нагрузка (осевая), 8.2.

Источник

Обозначение термина грузоподъёмности

Данные величины оказывают существенное влияние на долговечность подшипника, и обязательно рассматриваются при его подборе.

Статическая грузоподъёмность

Базовой статической грузоподъёмностью принято именовать максимально допустимую нагрузку, после превышения которой в местах контакта поверхностей обойм с шариками (роликами) возникают остаточные деформации.

Величина совокупной остаточной деформации, значение которой составляет 0,0001 диаметра тела качения, в максимально нагруженных контактных зонах, может рассматриваться в качестве допустимой, и не приводит к ухудшению качества работы изделия.

Подобные деформации возникают в случаях действия статической нагрузки, именуемой эквивалентной, величина которой равна расчётной грузоподъёмности подшипника в статике.

В зависимости от типа изделия, максимальные величины контактных напряжений принимаются равными:

Формулы, применяемые для расчётов статической грузоподъёмности, величина которой принимается за базовую (БСГ), а также соответствующие коэффициенты, основываются на величине контактных напряжений.

Относительно величины БСГ, статическая нагрузка (имеется в виду допустимая эквивалентная) имеет любое значение (равная, превышающая либо меньшая по значению). Она прямо зависит от:

Базовая статическая грузоподъёмность, а также статическая эквивалентная нагрузка (ЭСН) рассчитывается в соответствии с положениями норматива 18854-94 (в действующей редакции).

Её принято подразделять на:

4000 МПа – для роликоподшипников радиально-упорного и упорного типа.

4200 МПа – для аналогичных типов шарикоподшипников.

Динамическая грузоподъёмность

Этим термином обозначается (в зависимости от типа подшипника):

Её принято подразделять на следующие виды расчётной грузоподъёмности (базовой):

Для версий радиально-упорных однорядных, величина этой грузоподъёмности равна аксиальной составляющей внешней нагрузки. Последняя приводит к аксиальному смещению обойм (одной относительно другой).

Кроме рассмотренных видов динамической грузоподъёмности выделяются радиальная и осевая эквивалентные нагрузки. Под действием первой (неподвижная постоянная), и второй (центральная), подшипник имеет ресурс, аналогичный ситуации действительного нагружения.

Источник