SKF. Общий каталог подшипников - часть 12

Системный подход и надежность подшипника ...........................................................  

50

Грузоподъемность и ресурс ........................................................................................  

51

Динамические нагрузки на подшипник и ресурс ........................................................................... 

51

Статические нагрузки на подшипник ............................................................................................... 

51

Выбор размера подшипника по формулам ресурса ....................................................  

52

Номинальный ресурс .......................................................................................................................... 

52

Номинальный ресурс SKF .................................................................................................................. 

52

Коэффициент ресурса a

SKF

  ............................................................................................................... 

53

Условия смазывания – относительная вязкость k  .......................................................................... 

59

Влияние антизадирных (EP) добавок ............................................................................................... 

61

Коэффициент загрязненности h

c

 ...................................................................................................... 

62

Особый случай – поправочный коэффициент a

23

 .......................................................................... 

68

Расчет ресурса для изменяющихся рабочих условий ................................................................... 

70

Влияние рабочей температуры ......................................................................................................... 

71

Требуемый ресурс ............................................................................................................................... 

71

Динамические нагрузки на подшипник ......................................................................  

73

Расчет динамических нагрузок на подшипник ............................................................................... 

73

Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник ................................................................ 

74

Требуемая минимальная нагрузка .................................................................................................... 

75

Выбор размера подшипника по статической грузоподъемности .................................  

76

Эквивалентная статическая нагрузка на подшипник .................................................................... 

76

Требуемая статическая грузоподъемность ..................................................................................... 

77

Проверка показателей статической грузоподъемности ................................................................ 

78

Примеры расчетов .....................................................................................................  

78

Расчетные средства SKF ............................................................................................  

82

Интерактивный инженерный каталог .............................................................................................. 

82

Программа SKF bearing beacon ......................................................................................................... 

82

Программа Orpheus ............................................................................................................................ 

82

Программа Beast ................................................................................................................................. 

83

Другие программы .............................................................................................................................. 

83

Инженерный консалтинг SKF .....................................................................................  

84

Специализированные компьютерные программы ......................................................................... 

84

Ресурсные испытания SKF .........................................................................................  

85

Выбор размера подшипника

49

Прежде всего, выбор размера подшипника, 

предназначенного для работы в определенных 

условиях, может производиться на основе показа­

телей его грузоподъемности относительно при­

лагаемых нагрузок, а также требований, касаю­

щихся его срока службы и надежности. Вели­

чины динамической грузоподъемности C и стати­

ческой грузоподъемности C

0

 приведены в 

таблицах подшипников. Проверка условий дина­

мического и статического нагружения подшип­

ника должна производиться отдельно. Динами­

ческие нагрузки должны обобщать весь репре­

зентативный спектр условий нагружения 

подшипника. Спектр нагрузок должен включать 

все пиковые нагрузки, которые могут возникать 

даже в редких случаях. Статические нагрузки 

включают в себя не только нагрузки, которые 

действуют на подшипник в состоянии покоя или 

на небольших частотах вращения (n < 10 об/мин), 

но и тяжелые ударные нагрузки (как правило, 

кратковременные). 

Системный подход и 

надежность подшипника

В уравнении ресурса SKF напряжение, возникаю­

щее под воздействием внешних нагрузок, рас­

сматривается совместно с напряжениями, вызы­

ваемыми поверхностной топографией, смазыва­

нием и кинематикой поверхностей контактов 

качения. Учет влияния на подшипник этой 

системы комбинированных напряжений позво­

ляет повысить точность прогнозирования реаль­

ной работоспособности подшипника в конкрет­

ных условиях эксплуатации.

Т.к. теория ресурса подшипников сложна и ее 

подробное описание не входит в задачи настоя­

щего каталога, ее упрощенное «каталожное» 

описание представлено в разделе «Теория 

ресурса SKF». Это дает возможность пол­

ностью реализовать потенциал подшипников, 

сделать разумный выбор в пользу подшипника 

меньшего размера, и осознать степень влияния 

смазывания и загрязненности на его ресурс.

В большинстве случаев усталость металла 

поверхностей контактов качения является 

основным механизмом разрушения подшип­

ников качения. Поэтому критерий усталости 

дорожки качения, как правило, достаточен для 

выбора типоразмера подшипника качения, 

предназначенного для работы в определенных 

условиях. Несмотря на то, что такие междуна­

родные стандарты, как ISO 281, основаны на 

теории усталости металла поверхностей контак­

тов качения, важно помнить, что подшипник  

в сборе необходимо рассматривать как систему,  

в которой ресурс каждой детали, например, 

сепаратора, смазочного материала и уплот­

нения (

† рис. 1), если таковое присутствует, 

вносит свой равнозначный, а в некоторых 

случаях главный вклад в эффективный ресурс 

подшипника. В теории оптимальный срок 

службы подшипника достигается тогда, когда 

все его детали служат одинаково долго.

Другими словами, расчетный ресурс под­

шипника будет соответствовать его реальному 

сроку службы тогда, когда сроки службы дру­

гих составляющих его компонетов будут не 

Pис. 1

Ресурс подшипниковой системы

L

подшипника

 = f (L

дорожек качения

, L

тел качения

, L

сепаратора

, L

смазочного материала

, L)

Выбор размера подшипника

50

меньше усталостного ресурса подшипника. 

Дополнительные факторы могут включать 

сепаратор, уплотнение и смазочный материал. 

На практике усталость металла в подавляю­

щем большинстве случаев является главным 

фактором.

Грузоподъемность и ресурс

Динамические нагрузки на 

подшипник и ресурс

Величина динамической грузоподъемности C 

используется для расчетов характеристик дина­

мически нагруженного подшипника, т.е. под­

шипника, который вращается под нагрузкой. 

Она выражает величину нагрузки на подшип­

ник, которая обеспечивает номинальный ресурс 

1 миллион оборотов согласно ISO 281:1990. 

При этом предполагается, что эта нагрузка 

постоянна по величине и направлению и явля­

ется радиальной для радиальных подшипни­

ков и осевой, для упорных подшипников. 

Величины динамической грузоподъемности 

подшипников SKF определяются согласно ISO 

281:1990. Величины грузоподъемности, указан­

ные в настоящем каталоге, действительны для 

подшипников из хромистой стали с закалкой 

на минимальную твердость 58 HRC, работаю­

щих при нормальных рабочих условиях.

Улучшение характеристик материалов и 

совершенствование технологии производства 

позволило компании SKF внедрить в произ­

водство подшипники класса SKF Explorer. 

Поскольку эти подшипники имеют улучшен­

ные характеристики, для расчета величины их 

динамической грузоподъемности по методике 

ISO 281:1990 следует использовать модифици­

рованные величины коэффициентов.

Ресурс подшипника качения определяется

•  количеством оборотов или

•  количеством рабочих часов при заданной 

частоте вращения,

которое подшипник способен выдержать до 

появления первых признаков усталостного 

разрушения металла (выкрашивание, растрески­

вание с отслаиванием) на одном из его колец 

или телах качения.

Практический опыт показывает, что 

идентичные по внешнему виду подшипники, 

работающие в одинаковых условиях, имеют 

различный индивидуальный ресурс. Поэтому 

для расчета размера подшипника необходимо 

более четкое определение термина «ресурс». 

Все приводимые SKF данные динамической 

грузоподъемности основаны на ресурсе, 

которым предположительно обладают (или 

превышают) 90 % достаточно большой группы 

одинаковых подшипников. 

Существует несколько других понятий ресурса 

подшипника. Одно из них – «срок службы», т.е. 

фактический ресурс подшипника при опреде­

ленных рабочих условиях до выхода из строя. 

Следует иметь ввиду, что прогнозирование 

ресурса подшипника возможно только с 

использованием статистических методов. 

Расчет ресурса относится только к группе 

подшипников и определенной степени надеж­

ности, т.е. помимо этого в 90 % случаев причи­

ной реальных отказов подшипников является 

не усталость, а загрязнения, износ, перекосы, 

коррозия или последствия повреждения 

сепаратора, смазочного материала или 

уплотнений.

Еще одна разновидность ресурса – «заяв­

ленный ресурс». Это ресурс, устанавливаемый 

органами надзора, например, на основе 

данных гипотетической нагрузки и частоты 

вращения, которые устанавливаются этими же 

органами надзора. Как правило, этo номиналь­

ный ресурс L

10

, установленный на основе 

опыта эксплуатации подшипников в анало­

гичных условиях.

Статические нагрузки на подшипник

Величина статической грузоподъемности C

0

 

используется в расчетах в тех случаях, когда 

подшипники

•  вращаются очень медленно (n < 10 об/мин)

•  совершают медленные колебательные 

движения

•  находятся в неподвижном состоянии 

продолжительное время.

Также важно проверить коэффициент запаса 

для таких кратковременных нагрузок, как 

ударные или тяжелые пиковые нагрузки, 

действующие на вращающийся (динамически 

нагруженный) подшипник или подшипник, 

находящийся в состоянии покоя.

51