Расчет ресурса подшипника

Расчет ресурса подшипника

Важно рассчитать рабочий ресурс подшипника с учетом условий эксплуатации узла в условиях существующих нагрузок. К эксплуатации этих механизмов предъявляются определенные требования, которые должны учитываться. В расчетах нужно ориентироваться не только на тип, размеры механизма, но и на производителя изделий, особенности ГОСТ, ТУ, по которым изготавливаются изделия. Необходимо понимать, что подшипники скольжения, качения имеют существенные конструктивные отличия.

В расчете рабочего ресурса подшипника учитывается контактная усталость. Это начало разрушения материалов, из которых изготовлены компоненты. От этого показателя зависит рабочий ресурс узла. Подшипник считается рабочим, безупречно выполняющим предназначение, если сохраняется целостность элементов до 90%. В расчетах рабочего ресурса механизма учитываются:

  1. Величина динамических нагрузок, оказываемых на механизм.
  2. Максимальные показатели, рассчитанные для данного узла.

Есть специальные формулы, позволяющие определить период эксплуатации элемента качения с учетом величины и типа нагрузок. В ней L – предусмотренный производителем рабочий ресурс, P – уровень динамической нагрузки, оказываемый на механизм, С – величина грузоподъемности. В расчете роликового узла =10/3, для подшипника с шариками m=3.

Получить точный результат для конкретного устройства можно по другим, усложненным вычислениям, учитывающим особенности исходных данных. В них учитываются:

  • размер нагрузки на вал и диаметр цапф;
  • температурные условия внешней среды;
  • динамичность вращения;
  • степень надежности;
  • величина перезагрузки при торможении, включении оборудования.

Проведение расчетов дает возможность подобрать нужную модель подшипника, способную безупречно выполнять функции в конкретных условиях. Рассчитать рабочую прочность подшипника можно в миллионах оборотов или в часах.

Методика расчета прочности подшипника

Главным определительным моментом в определении рабочего ресурса подшипника является площадь соприкосновения. От нее зависит воздействие силы трения на механизм. В шариковых конструкциях качения оказывается точечная нагрузка, в линейном роликовом устройстве контакт близок к нулю, что увеличивает напряжение. На работу подшипника, сохранение его геометрии может оказывать влияние и статистическая нагрузка.

В проведении расчетов, позволяющих определить работоспособность подшипника, используются данные теоретического раздела физики, определяющего сопротивление материалов. Современные специалисты не ограничиваются теоретическими данными, проводят лабораторные исследования по методикам ISO, определяют рабочий ресурс и прочность подшипников при их эксплуатации в определенных условиях. Для этого используются специальные конструкции, обеспечивающие практические нагрузки на механизмы.

Определить работоспособность узла скольжения сложнее. В этом устройстве создается внутренняя сила трения, рабочие элементы конструкции быстро изнашиваются, изменяется зазор, что влияет на износ механизма. Рассчитать работоспособность механизма можно по определенной схеме:

  1. Определяется время и степень изнашивания втулки и цапфы.
  2. Рассчитывается угол контакта сопряжения.
  3. Вычисляется максимальная площадь контакта.
  4. Определяется ресурса сопряжения.

Максимально допустимый результат переводится в часы непрерывной работы оборудования.

По проведенным расчетам, включающим исходящие данные по степени нагрузок, выбирается модель подшипника, соответствующая конкретным требованиям.


К списку статей
Читайте также
Масляные подшипники
Масляные подшипники

Краткое описание принципов работы масляного подшипника.

Самоцентрирующиеся подшипники в корпусе
Самоцентрирующиеся подшипники в корпусе

Самоцентрирующийся подшипник является уникальным устройством, помещенным в корпус, поскольку он способен работать при недостаточном соотношении вала с корпусом. Данное явление возникает при перекосе или сильном изгибе вала, а также по причине низкого уровня жесткости всей рабочей конструкции.

Закрепляемые подшипники
Закрепляемые подшипники

Закрепляемые подшипники монтируются на валы посадкой или закрепительной втулкой. Также широко используется метод резьбового штифта или закрепительного кольца, если модель детали это позволяет. Такие подшипники невероятно удобны для установки на штампованные валы - помимо сравнительного простого способа монтажа, они практически не требуют смазывания. Большинству моделей хватает заводской смазки на весь период активной эксплуатации.

Сфера применения и виды втулок
Сфера применения и виды втулок

Что такое втулка, зачем она нужна, какие разновидности металлоизделия выпускаются для промышленности? Здесь мы собрали ответы на все эти вопросы.

Подшипники полужидкостного трения
Подшипники полужидкостного трения

В отличие от жидкостных подшипников, которые работают только при бесперебойной подаче масла в узел, полужидкостные детали сохраняют работоспособность при частичном наличии смазывающего состава.