SKF. Общий каталог подшипников - часть 28

Скорости и вибрация

Диаграмма 3

Поправочные коэффициенты f

P

 и f

v

 для упорных шарикоподшипников

*40
7(


*40
7(


*40
7(


*40
7(
°

*40
7(






















G

1









1$



G

O

E

N

’

NN

E

N

“

NN

мм

мм

112

Диаграммa 4

Поправочные коэффициенты f

P

 и f

v

 для упорных роликоподшипников

*40
7(


*40
7(


*40
7(


*40
7(






















G

1









1$



G

O

E

N

’

E

N

“

NN

мм

мм

113

Скорости и вибрация

0,15 и ISO VG 220, f

n

 actual

 = 0,83; для P/C

0

 = 

0,15 и ISO VG 150, f

n

 ISO VG150

 = 0,87.

Тогда допустимая скорость вращения под­

шипника n

perm

, при которой можно ожидать, 

что его рабочая температура будет 70 °C:

n

perm

 = 3 000 ¥ 0,53 ¥ 0,83/0,87 = 1 520 об/мин

Частоты вращения, превышающие 

номинальные значения

Подшипники способны вращаться со скоростями, 

превышающими номинальные, если трение  

в них может быть уменьшено за счет смазки 

малыми, точно дозированными количествами 

смазочного материала или за счет отвода тепла 

циркуляцией масла, при помощи ребер охлажде­

ния на корпусе подшипника или направленными 

потоками охлаждающего воздуха (

† раздел 

«Способы смазывания маслом», на стр. 248).

Любое превышение номинальных скоростей 

без принятия вышеуказанных мер предосторож­

ности вызывает сильный нагрев подшипника. 

Повышение температуры подшипника влечет 

за собой снижение вязкости смазочного мате­

риала и ухудшение условий образования 

смазочной пленки, что приводит к увеличению 

трения и дальнейшему повышению темпера­

туры. Если при этом рабочий зазор подшип­

ника уменьшается из­за повышения темпера­

туры внутреннего кольца, конечным результа­

том будет заклинивание подшипника. В боль­

шинстве случаев превышение номинальных 

скоростей означает, что разница температур 

между внутренним и наружным кольцом 

больше нормальной. Поэтому, в таких случаях 

внутренний зазор подшипника, как правило, 

должен быть больше нормального (C3), и допол­

нительное внимание должно быть уделено 

распределению температур в подшипнике.

Предельные частоты 

вращения

Предельная частота вращения подшипника 

устанавливается с учетом таких факторов, как 

стабильность формы и прочность сепаратора, 

условия смазывания направляющих поверхно­

стей сепаратора, величина центробежных  

и гироскописческих сил, действующих на тела 

качения, точность и факторы, ограничивающиe 

скорость, например, тип уплотнений и смазоч­

ного материала для подшипников с уплотне­

ниями.

Величины предельных частот вращения, 

приведенные в таблицах подшипников, действи­

тельны для указанных типов подшипников  

и стандартных типов сепараторов.

Для эксплуатации подшипников на более 

высоких скоростях должны быть модифициро­

ваны такие ограничивающие скорость факторы, 

как точность вращения, материал и конструкция 

сепаратора, система смазывания и отвода тепла. 

По таким вопросам целесообразно обращаться  

в техническую службу SKF.

При смазывании пластичной смазкой должны 

дополнительно учитываться такие аспекты, как 

условия смазывания направляющих поверхно­

стей сепаратора и сопротивление сдвигу смазоч­

ного материала, которые обусловлены хара­

ктеристиками базового масла и загустителя  

(

† раздел «Смазывание пластичной смазкой», 

стр. 231).

Поскольку некоторые открытые шарикопод­

шипники имеют очень малое трение и их номи­

нальные скорости вращения могут превышать 

предельные частоты вращения, необходимо 

произвести расчет величины допустимой 

скорости вращения, сравнить ее с величиной 

предельной частоты и оставить наименьшую  

из двух величин. 

Следует помнить, что для стабильной работы 

подшипников на высоких частотах вращения на 

них должна действовать определенная мини­

мальная нагрузка. Подробную информацию по 

этому вопросу можно найти во вступительных 

статьях соответствующих разделов под заголов­

ком «Минимальная нагрузка».

Особые случаи

В некоторых случаях предельные частоты 

вращения подшипников не важны по 

сравнению с другими соображениями.

Малые скорости

При очень малой частоте вращения образование 

эластогидродинамической смазочной пленки  

в контакте тел и дорожек качения невозможно.  

В таких случаях обычно используют смазочные 

материалы, содержащие антизадирные (EP) 

добавки (

† раздел «Смазывание пластичной 

смазкой», стр. 231).

114

Колебательные движения

При таком типе движения направление враще­

ния изменяется прежде, чем подшипник совер­

шит полный оборот. Поскольку скорость в точке 

изменения направления вращения равна нулю, 

поддержать в ней полную толщину гидродина­

мической смазочной пленки невозможно. В 

таких случаях, для формирования необходимой 

смазочной пленки, важно использовать смазоч­

ный материал, содержащий добавку EP.

Установить какой­либо предел скорости 

совершения таких колебательных движений 

невозможно, т.к. верхний предел скорости 

определяется не тепловым балансом, а силами 

инерции. При каждом изменении направления 

вращения существует опасность, что силы 

инерции вызовут проскальзывание в подшип­

нике и задирание. Допустимые величины 

ускорений и замедлений зависят от массы тел 

качения и сепаратора, типа и количества смазоч­

ного материала, величины рабочего зазора и 

нагрузки на подшипник. Например, для подшип­

никовых узлов шатунов применяются подшип­

ники с преднатягом, имеющие тела качения 

малого размера и веса. По таким вопросам 

следует обращаться в техническую службу SKF.

Возникновение вибрации  

в подшипнике

Сам по себе подшипник, как правило, не 

производит шумов. То, что подразумевают под 

выражением «шум подшипника», относится к 

звуковому эффекту вибрации, который прямо 

или косвенно передается подшипником сопря­

женным с ним деталям и узлу в целом. По этой 

причине проблемы шума можно расценивать 

как проблемы вибрации, относящиеся ко всей 

машине, в которой используется подшипник.

Изменение количества нагруженных 

тел качения

Если на подшипник действует радиальная 

нагрузка, то количество тел качения, несущих 

такую нагрузку, в процессе работы изменяется, 

например, 2­3­2­3. Это вызывает постоянное 

смещение направления нагрузки. При этом 

возникает вибрация, которую можно уменьшить 

при помощи осевого преднатяга для нагруже­

ния всех тел качения (невозможно в случае 

цилиндрических роликоподшипников).

Волнистость деталей

При посадке с натягом, подшипника на валу или 

в корпусе, кольцо подшипника может принимать 

форму сопряженной детали. При этом отклоне­

ния формы могут вызывать вибрации в процессе 

работы. Поэтому важно, чтобы обработка поса­

дочных мест на валах и в корпусах соответство­

вала требуемым допускам (

† раздел «Допуски 

размеров и формы посадочных мест подшипни­

ков» стр. 194).

Местные повреждения

В результате небрежного обращения или непра­

вильной установки подшипников на дорожках  

и телах качения могут возникать повреждения.  

В процессе работы вращение поврежденного 

подшипника вызывает вибрацию особой ча­

стоты. Частотный анализ вибраций помогает 

выявить поврежденные детали подшипника. 

Именно этот принцип используется в диагно­

стистическом оборудовании SKF для обнаруже­

ния дефектов подшипников.

Порядок расчета частот подшипника пред­

ставлен в разделе «Расчеты» «Интерактивного 

инженерного каталога SKF» на интернет­сайте 

www.skf.com. 

Воздействие загрязнений

При работе в загрязненных условиях частицы 

грязи проникают в подшипник и прокатываются 

между дорожками и телами качения. Уровень 

вибрации зависит от количества, размера и со­

става загрязняющих частиц. Никакой характер­

ной частотной модели такая вибрация не имеет.

Влияние подшипника на ви-

брацию машин и механизмов

Во многих конструкциях жесткость подшипника 

составляет величину того же порядка, что и жест­

кости окружающих деталей. Это дает возможность 

уменьшить вибрацию машины за счет тщатель­

ного подбора подшипника (включая величину 

преднатяга и зазора) и его положения в машине. 

Существует три способа уменьшения вибрации:

•  Устранение источника вибрации из механизма.

•  Демпфирование.

•  Изменение жесткости для изменения 

критических частот.

115