Кинематика подшипника. Определение числа циклов нагружения

Распределение сил между телами качения.

Если подшипник нагружен центральной осевой силой F_a, линия действия которой совпадает с осью подшипника, то принимают, что все тела качения нагружены одинаково. В радиально-упорных и радиальных подшипниках действует нормальная к поверхности сила – F_n = F_a/(z sinα). Угол α между радиальным направлением и прямой линией, проходящей через точки контакта тела качения с дорожками качения колец, называют углом контакта.

Радиальная сила F_r, нагружает тела качения равномерно. Если нет натяга между кольцами и телами качения, то действие радиальной силы со стороны вала на подшипник воспринимают тела качения в зоне, ограниченной дугой не более 180^о.

При обычном числе Z = 8…20 шариков в подшипнике К_П = 4,37. Тогда сила, действующая на наиболее нагруженное тело качения: F_o = 4.37F_r/z. При учете реальных зазоров в подшипнике, деформаций колец для подшипника: шарикового F_o = F_r/z. роликового F_o = 4.6F_r/z.

Для всех типов подшипников (кроме сферических) напряжение в контакте тела качения с внутренним кольцом выше, чем в зоне контакта тела качения с наружным кольцом

Кинематика подшипника. Определение числа циклов нагружения

Случай вращения наружного кольца при невращающимся внутреннем

Наиболее нагруженная точка расположена в зоне контакта тела качения с внутренним кольцом по линии действия радиальной силы F_r. За один оборот сепаратора опасная точка нагружается Z раз.

Число циклов нагружения опасной точки за L_h часов работы:

N = 60 Zn_рwL_h

Частоту вращения сепаратора определяем при n_в = 0: n_рw = К₁ n_Н.

С учетом этого N = 60Z К₁ n_Н L_h = 10⁶К₁ Z L,

где К₁ =0,5(D_рw + D_wсоsα)/D_рw > 0,5; L_h = 10⁶L/60n

D_рw – диаметр окружности, проходящей через центры тел качения;

D_w – диаметр шарика; α – угол контакта

L_h – время работы подшипника в часах;

L – продолжительность работы кольца в млн. оборотов

1. Случай вращения внутреннего кольца при невращающемся наружном

Число циклов нагружения:

N = 0,5 Z n_b K₁ 60L_h = 10⁶ 0.5 K₁ Z L = 0,5 10⁶ K₁ K_Э Z L

Неравномерность распределения нагрузки F_r между телами качения в зоне нагружения учитываем введением в расчетную зависимость коэффициента эквивалентности К_Э< 1.

Вывод: случай вращения внутреннего кольца подшипника является более благоприятным, так как число циклов нагружения при этом более чем в два раза меньше по сравнению со случаем вращения наружного кольца.

Дата добавления: 2015-07-08