Выбор размера в зависимости от статической нагрузки

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

Выбор размера подшипника должен осуществляться или проверяться на основе статической нагрузки, которую способен выдерживать подшипник, с учётом возможного влияния остаточной деформации, если выполняется одно из следующих условий:
  • Подшипник не вращается и подвергается постоянной высокой нагрузке или кратковременным пиковым нагрузкам.
  • Подшипник совершает медленные колебательные движения под нагрузкой.
  • Подшипник вращается и помимо обычных рабочих нагрузок, влияющих на усталостный ресурс, подвергается воздействию кратковременных высоких пиковых нагрузок.
  • Подшипник вращается под нагрузкой с низкой частотой вращения (n < 10 об/мин), и требования к сроку его службы невысоки. В этом случае формулы номинального ресурса для эквивалентной динамической нагрузки P дают столь низкую величину требуемой номинальной динамической грузоподъёмности C, что подшипник, выбранный на основе усталостного ресурса, будет значительно перегружен во время эксплуатации.
Образующаяся в результате таких условий деформация может проявляться в виде локального смятия тел качения или вмятин на дорожках качения. Вмятины могут быть распределены по дорожке качения как неравномерно, так и равномерно через промежутки, соответствующие расстоянию между телами качения. Неподвижный или совершающий медленные колебательные движения подшипник, на который действует нагрузка, достаточная для образования остаточной деформации, в условиях постоянного вращения будет работать с высокими уровнями вибрации и трения. Кроме того, не исключено увеличение внутреннего зазора или изменение характера посадки в корпусе и на валу.

Номинальная статическая грузоподъёмность

Номинальная статическая грузоподъёмность C0 в стандарте ISO 76 определяется как нагрузка, вызывающая определённое контактное напряжение в центре контакта наиболее нагруженного тела качения и дорожки качения. Величины контактных напряжений: 

  • 4600 MПa для самоустанавливающихся шарикоподшипников
  • 4200 MПa для других шарикоподшипников
  • 4000 MПa для всех роликоподшипников
Такие напряжения создают остаточную деформацию тела качения и дорожки качения величиной примерно 0,0001 от диаметра тела качения. Нагрузки — только радиальные для радиальных подшипников и центральные осевые для упорных подшипников.

Эквивалентная статическая нагрузка

Нагрузки, состоящие из радиальной и осевой составляющих, которые необходимо определить в зависимости от номинальной статической грузоподъёмности С0, должны быть преобразованы в эквивалентную статическую нагрузку на подшипник. Эквивалентная нагрузка определяется как расчётная нагрузка (радиальная для радиальных и осевая для упорных подшипников), вызывающая в подшипнике такую же максимальную нагрузку на тело качения, что и фактическая нагрузка. Её величину вычисляют по формуле

Equivalent static bearing load

где
P0эквивалентная статическая нагрузка на подшипник [кН]
Frфактическая радиальная нагрузка на подшипник (см. ниже) [кН]
Faфактическая осевая нагрузка на подшипник (см. ниже) [кН]
X0коэффициент радиальной нагрузки для подшипника
Y0коэффициент осевой нагрузки для подшипника
Информация и данные, необходимые для расчёта эквивалентной статической нагрузки на подшипник Р0, представлены в соответствующих разделах о продукции.
В формуле необходимо использовать радиальную и осевую составляющие (рис. 1) возможной максимальной нагрузки. Если нагрузка изменяется, используйте комбинацию, которая даёт наибольшее значение Р0.

Ориентировочные значения статического коэффициента запаса s0

Статический коэффициент запаса s0 выражается как

s0 = C0/P0

где
s0=статический коэффициент запаса
C0=требуемая номинальная статическая грузоподъёмность [кН]
P0=эквивалентная статическая нагрузка на подшипник [кН]

В качестве альтернативы можно рассчитать требуемую номинальную статическую грузоподъёмность C0.
Ориентировочные значения статического коэффициента запаса s0, основанные на экспериментальных данных, приведены в таблице 1 для шарикоподшипников и в таблице 2 для роликоподшипников. Значения s0 для условий постоянного вращения отображают влияние остаточной деформации на эксплуатационные характеристики подшипника — от заметных пиковых значений трения, вибрации и снижения усталостной прочности (для наименьших значений s0 ) до отсутствия какого-либо влияния на трение, вибрацию или усталостный ресурс (для наибольших значений s0 ). Точность расчёта уровня нагрузки зависит от того, насколько корректно определяется и/или предсказывается фактическая нагрузка на подшипник.
SKF logo