грузоподъемность статическая подшипника что это
Грузоподъемность подшипника
Это, пожалуй, одна из важнейших характеристик подшипников. Благодаря правильному расчету и подбору необходимой детали можно быть уверенным в том, что все будет работать как следует и не сломается в самый неподходящий момент. Но давайте не будем ходить вокруг да около и перейдем сразу к сути.
Итак, грузоподъемностью называют нагрузку, при которой с неподвижным подшипником начинает происходить процесс деформации (статическая грузоподъемность или СГ) либо нагрузку, с которой он способен отработать свой базовый ресурс (динамическая грузоподъемность или ДГ). Помимо такой классификации, она может также быть поделена на радиальную и осевую.
Статическая грузоподъемность подшипника
Является постоянной действующей силой. Напрямую связана с давлением, поэтому измеряется в паскалях (по ГОСТу). От ее величины зависит уровень образования остаточных деформаций на дорожках и телах качения. Такие деформации увеличиваются прямо пропорционально возрастанию нагрузки. Если они не превышают 0,0001 d тел качения, то ухудшения эксплуатационных качеств подшипника не происходит. Замер выполняется в центре зоны, которая подвергается максимальному давлению. Исходя из этого, величина статической грузоподъемности является величиной нагрузки, приводящей к появлению такой деформации.
Статическая грузоподъемность для подшипников различной конструкции следующая:
Расчет статической грузоподъемности проводится или при полностью неподвижном подшипнике, или при минимальном угловом вращении (0,105 радиан в секунду или 1 оборотов в минуту)
Величина эквивалентной нагрузки (в статике) может являться меньшей, большей либо равной СГ. На это влияют геометрические размеры подшипника, требования, относящиеся к моменту трения и к плавности хода.
Динамическая грузоподъемность подшипника
Представляет собой меру, определяющую несущую способность подшипника в динамическом режиме. Определяется выносливостью материала, которая в свою очередь тесно связана с нагрузкой, статистической случайностью первого повреждения и с рабочей частотой вращения.
Для расчета вращающихся подшипников качения существует динамическая грузоподъемность C, являющаяся нагрузкой постоянной величины и направления, при которой для множества одинаковых подшипников достигается номинальная долговечность в 1 млн. оборотов.
Соответствие такой грузоподъемности относительно подшипников различной конструкции следующее:
Радиальная и осевая грузоподъемность подшипника
Представляют собой вид классификации грузоподъемности по направлению нагрузки на подшипник. Таким образом, действие радиальной нагрузки происходит в перпендикулярном направлении к оси в центр вала, а действие осевой – параллельно по отношению к оси.
От правильно подобранных подшипников с необходимыми параметрами зависит продолжительность эксплуатации сборочного узла. Поэтому при подборе подшипника, помимо расчетов величины усилий, нужно также определять и другие параметры, такие как:
• пространство в механизме, где будут расположены подшипники;
• возможность компенсации несоосности корпусной части и вала.
Следует также учитывать и комбинированные силы, представляющие собой комбинации радиальных и осевых нагрузок. В таких случаях часто используют более одной радиально-упорной модели, а во время монтажа подшипника производят расчет фиксированного расположения вала сразу в двух направлениях.
Наименования и виды грузоподъемности
Упомянутые критерии, наряду с номинальной долговечностью, используются для расчётов надёжности подшипниковой продукции.
Статическая грузоподъёмность – именуется нагрузка, приводящая к началу процесса деформации неподвижного подшипника.
Динамическая – нагрузка постоянной величины, под действием которой подшипник способен обеспечить базовую долговечность работы, определяемую 1 миллионом оборотов.
Статическая грузоподъёмность
Статические нагрузки средней величины, действующие на элементы конструкции подшипника, становятся причиной остаточных деформаций, возникающих на дорожках качения, шариках (роликах). Величина последних растёт при возрастании нагрузок.
Эмпирическим путём установлено, что при величине подобной деформации, не превышающей 0,0001 d используемых тел качения, ухудшения работоспособности изделия не наблюдается. Замеры выполняются в центральной части зоны, подвергающейся максимальным нагрузкам, где тела качения контактируют с поверхностью дорожки (источник, норматив STN ISO 76).
Поэтому за величину статической грузоподъёмности принята величина нагрузки, действие которой приводит к возникновению подобной деформации.
Её величины, для подшипников различного конструктивного исполнения, следующие:
По умолчанию, статическая грузоподъёмность (СГ) рассчитывается для полностью неподвижного изделия, либо вращающегося с малыми угловыми скоростями (0,105 рад/с или 1 об/мин)
Эквивалентная нагрузка (в статике), может быть больше/меньше, либо равной по значению величине СГ. Это зависит от реальных геометрических размеров подшипника, требований, касающихся момента трения либо относящихся к плавности хода.
Методы расчёта указанного параметра определены нормативом 18854-2013.
Динамическая грузоподъёмность
Для аксиальных подшипников качения данная величина определяется исключительно для нагрузки, считающейся постоянной, и действующей в радиальном направлении.
Для моделей упорных, в осевом. Последняя также принимается за константу.
Величины динамической нагрузки, считающиеся базовыми, сведены в справочные таблицы, составленные согласно положениям норматива STN ISO 281.
При выполнении проектировочных расчётов принято выделять:
Расчётную грузоподъёмность аксиальную, значение которой равно const радиальной нагрузке, воспринимаемой изделием без выхода из строя (при ресурсе до 1 млн оборотов).
Для однорядных моделей радиально-упорного типа эта грузоподъёмность равна аксиальной составляющей внешней нагрузки, инициирующей радиальный сдвиг обойм (внешней относительно внутренней).
Расчётную грузоподъёмность осевую. Так именуется центральная нагрузка (const), действующая вдоль оси, которую изделие способно воспринимать без поломок при совершении до 1 млн оборотов.
Динамическая грузоподъёмность, именуемая базовой, рассчитывается согласно положениям норматива 18855-2013. Стандартом предусмотрены различия при выполнении расчётов, зависящие от вида воспринимаемой нагрузки, формы тел качения, варианта установки подшипника.
Значение указанной величины проставляется в паспорте подшипника.
Осевая грузоподъёмность для моделей упорно-радиальных, а также упорных шарикоподшипников рассчитывается согласно разделу 6.1. вышеназванного ГОСТ.
Её эквивалентное значение для этой группы подшипниковой продукции, по разделу 6.2.
Динамическая грузоподъёмность, для шарикоподшипников аксиальных и радиально-упорных, определяется согласно разделу 7.1.
Специфика расчётов, учитывающих вариант установки, рассмотрена в подразделе 7.1.2. (статьи 7.1.2.1. – 7.1.2.4).
Эквивалентная нагрузка (осевая) для изделий данной группы считается согласно разделу 7.2.
Особенности монтажа, влияющие на выполнение расчётов, в подразделах 7.2.1., 7.2.2. и статьях 7.2.2.1., 7.2.2.2.
Для роликоподшипников упорно-радиального и упорного типов динамическая грузоподъёмность считается согласно разделу 8.1. А эквивалентная нагрузка (осевая), 8.2.
Наименования и виды грузоподъемности
Упомянутые критерии, наряду с номинальной долговечностью, используются для расчётов надёжности подшипниковой продукции.
Статическая грузоподъёмность – именуется нагрузка, приводящая к началу процесса деформации неподвижного подшипника.
Динамическая – нагрузка постоянной величины, под действием которой подшипник способен обеспечить базовую долговечность работы, определяемую 1 миллионом оборотов.
Статическая грузоподъёмность
Статические нагрузки средней величины, действующие на элементы конструкции подшипника, становятся причиной остаточных деформаций, возникающих на дорожках качения, шариках (роликах). Величина последних растёт при возрастании нагрузок.
Эмпирическим путём установлено, что при величине подобной деформации, не превышающей 0,0001 d используемых тел качения, ухудшения работоспособности изделия не наблюдается. Замеры выполняются в центральной части зоны, подвергающейся максимальным нагрузкам, где тела качения контактируют с поверхностью дорожки (источник, норматив STN ISO 76).
Поэтому за величину статической грузоподъёмности принята величина нагрузки, действие которой приводит к возникновению подобной деформации.
Её величины, для подшипников различного конструктивного исполнения, следующие:
По умолчанию, статическая грузоподъёмность (СГ) рассчитывается для полностью неподвижного изделия, либо вращающегося с малыми угловыми скоростями (0,105 рад/с или 1 об/мин)
Эквивалентная нагрузка (в статике), может быть больше/меньше, либо равной по значению величине СГ. Это зависит от реальных геометрических размеров подшипника, требований, касающихся момента трения либо относящихся к плавности хода.
Методы расчёта указанного параметра определены нормативом 18854-2013.
Динамическая грузоподъёмность
Для аксиальных подшипников качения данная величина определяется исключительно для нагрузки, считающейся постоянной, и действующей в радиальном направлении.
Для моделей упорных, в осевом. Последняя также принимается за константу.
Величины динамической нагрузки, считающиеся базовыми, сведены в справочные таблицы, составленные согласно положениям норматива STN ISO 281.
При выполнении проектировочных расчётов принято выделять:
Расчётную грузоподъёмность аксиальную, значение которой равно const радиальной нагрузке, воспринимаемой изделием без выхода из строя (при ресурсе до 1 млн оборотов).
Для однорядных моделей радиально-упорного типа эта грузоподъёмность равна аксиальной составляющей внешней нагрузки, инициирующей радиальный сдвиг обойм (внешней относительно внутренней).
Расчётную грузоподъёмность осевую. Так именуется центральная нагрузка (const), действующая вдоль оси, которую изделие способно воспринимать без поломок при совершении до 1 млн оборотов.
Динамическая грузоподъёмность, именуемая базовой, рассчитывается согласно положениям норматива 18855-2013. Стандартом предусмотрены различия при выполнении расчётов, зависящие от вида воспринимаемой нагрузки, формы тел качения, варианта установки подшипника.
Значение указанной величины проставляется в паспорте подшипника.
Осевая грузоподъёмность для моделей упорно-радиальных, а также упорных шарикоподшипников рассчитывается согласно разделу 6.1. вышеназванного ГОСТ.
Её эквивалентное значение для этой группы подшипниковой продукции, по разделу 6.2.
Динамическая грузоподъёмность, для шарикоподшипников аксиальных и радиально-упорных, определяется согласно разделу 7.1.
Специфика расчётов, учитывающих вариант установки, рассмотрена в подразделе 7.1.2. (статьи 7.1.2.1. – 7.1.2.4).
Эквивалентная нагрузка (осевая) для изделий данной группы считается согласно разделу 7.2.
Особенности монтажа, влияющие на выполнение расчётов, в подразделах 7.2.1., 7.2.2. и статьях 7.2.2.1., 7.2.2.2.
Для роликоподшипников упорно-радиального и упорного типов динамическая грузоподъёмность считается согласно разделу 8.1. А эквивалентная нагрузка (осевая), 8.2.
Грузоподъемность статическая подшипника что это
Rolling bearings. Static load ratings
Дата введения 1997-01-01
1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 6 от 21 октября 1994 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Казахстан
Настоящий стандарт представляет собой полный аутентичный текст ИСО 76-87* «Подшипники качения. Статическая грузоподъемность» и содержит дополнительные требования, отражающие потребности экономики страны
3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 14 февраля 1996 г. N 63 межгосударственный стандарт ГОСТ 18854-94 (ИСО 76-87) введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1997 г.
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Декабрь 2007 г.
Под влиянием умеренных статических нагрузок на телах и дорожках качения подшипников появляются остаточные деформации, постепенно возрастающие с увеличением нагрузки.
Установить, в какой мере деформации, появившиеся в процессе эксплуатации подшипника, соответствуют деформациям в подшипниках при испытаниях в лабораторных условиях весьма затруднительно и экономически нецелесообразно. Поэтому необходимы методы, обосновывающие правильность выбора подшипников соответствующим условиям работы.
Опыт показывает, что общая остаточная деформация, равная 0,0001 диаметра тела качения в наиболее тяжелонагруженной зоне контакта тела качения и дорожки качения, допускается в большинстве случаев применения подшипников без последующего ухудшения их работы.
Эта деформация возникает при приложении эквивалентной статической нагрузки, равной расчетной статической грузоподъемности подшипника.
Испытания, проведенные в разных странах, показывают, что нагрузке, равной статической грузоподъемности подшипника, соответствуют расчетные значения контактных напряжений, в наиболее тяжело нагруженной зоне контакта тела качения и дорожки качения подшипника, равные:
Формулы и коэффициенты для расчета базовой статической расчетной грузоподъемности основаны на значениях контактных напряжений.
Допустимая эквивалентная статическая нагрузка может быть меньше, равна или больше базовой статической грузоподъемности.
Она зависит от требований к плавности хода и к моменту трения так же, как и от действительной геометрии поверхностей контакта.
При отсутствии предварительных испытаний подшипников потребители должны консультироваться с изготовителями подшипников.
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт устанавливает методы расчета базовой статической грузоподъемности и статической эквивалентной нагрузки для подшипников качения в диапазоне размеров, приведенных в соответствующих стандартах.
При этом подразумевается, что подшипники изготовлены из высококачественной закаленной стали в условиях хорошо налаженного производства, имеют обычную конструкцию и формы контактных поверхностей.
Применение настоящего стандарта нецелесообразно для подшипников, работающих в условиях выхода площадки контакта на бортики колец или конструктивного уменьшения площадок контакта между телами качения и дорожками качения колец.
Это положение распространяется также на подшипники с отклонениями от обычного распределения нагрузки, например, при относительном смещении колец, при наличии предварительного натяга или чрезмерного зазора. При наличии перечисленных условий потребитель должен проконсультироваться у изготовителя подшипников в отношении рекомендаций по оценке статической эквивалентной нагрузки. Стандарт не распространяется на конструкции подшипников, в которых тела качения работают непосредственно по поверхности вала или корпуса, если эта поверхность не является эквивалентной во всех отношениях поверхностям подшипника с наружным или внутренним кольцами. При расчете двухрядные подшипники и двойные упорные подшипники рассматриваются симметричными.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем стандарте использована ссылка на следующий стандарт: ИСО 5593-84 Подшипники качения. Терминологический словарь
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 Статическая нагрузка: нагрузка, действующая на подшипник, кольца которого не вращаются относительно друг друга.
Для однорядных радиально-упорных подшипников радиальная грузоподъемность соответствует радиальной составляющей нагрузки, вызывающей чисто радиальное смещение подшипниковых колец относительно друг друга.
4 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
— базовая статическая радиальная грузоподъемность, Н;
— базовая статическая осевая грузоподъемность, Н;
— диаметр окружности центров набора шариков или роликов, мм;
— диаметр ролика для расчета грузоподъемности, мм;
— длина ролика для расчета грузоподъемности, мм;
— радиальная нагрузка на подшипник или радиальная составляющая нагрузки, действующая на подшипник, Н;
— осевая нагрузка на подшипник или осевая составляющая нагрузки, действующей на подшипник, Н;
— статическая эквивалентная радиальная нагрузка, Н;
— статическая эквивалентная осевая нагрузка, Н;
— коэффициент статической радиальной нагрузки;
— коэффициент статической осевой нагрузки;
— число шариков или роликов в однорядном подшипнике; число тел качения в одном ряду многорядного подшипника при одинаковом числе их в каждом ряду;
— коэффициент, зависящий от геометрии деталей подшипника и от применяемых уровней напряжения;
— число рядов тел качения в подшипнике;
Обозначение термина грузоподъёмности
Данные величины оказывают существенное влияние на долговечность подшипника, и обязательно рассматриваются при его подборе.
Статическая грузоподъёмность
Базовой статической грузоподъёмностью принято именовать максимально допустимую нагрузку, после превышения которой в местах контакта поверхностей обойм с шариками (роликами) возникают остаточные деформации.
Величина совокупной остаточной деформации, значение которой составляет 0,0001 диаметра тела качения, в максимально нагруженных контактных зонах, может рассматриваться в качестве допустимой, и не приводит к ухудшению качества работы изделия.
Подобные деформации возникают в случаях действия статической нагрузки, именуемой эквивалентной, величина которой равна расчётной грузоподъёмности подшипника в статике.
В зависимости от типа изделия, максимальные величины контактных напряжений принимаются равными:
Формулы, применяемые для расчётов статической грузоподъёмности, величина которой принимается за базовую (БСГ), а также соответствующие коэффициенты, основываются на величине контактных напряжений.
Относительно величины БСГ, статическая нагрузка (имеется в виду допустимая эквивалентная) имеет любое значение (равная, превышающая либо меньшая по значению). Она прямо зависит от:
Базовая статическая грузоподъёмность, а также статическая эквивалентная нагрузка (ЭСН) рассчитывается в соответствии с положениями норматива 18854-94 (в действующей редакции).
Её принято подразделять на:
4000 МПа – для роликоподшипников радиально-упорного и упорного типа.
4200 МПа – для аналогичных типов шарикоподшипников.
Динамическая грузоподъёмность
Этим термином обозначается (в зависимости от типа подшипника):
Её принято подразделять на следующие виды расчётной грузоподъёмности (базовой):
Для версий радиально-упорных однорядных, величина этой грузоподъёмности равна аксиальной составляющей внешней нагрузки. Последняя приводит к аксиальному смещению обойм (одной относительно другой).
Кроме рассмотренных видов динамической грузоподъёмности выделяются радиальная и осевая эквивалентные нагрузки. Под действием первой (неподвижная постоянная), и второй (центральная), подшипник имеет ресурс, аналогичный ситуации действительного нагружения.