EN logo ZKL Group

В конструктивном узле подшипник подвергается общему воздействию усилий различной величины, при различной частоте вращения в течение различного времени. С точки зрения методики расчета необходимо пересчитывать воздействующие усилия для постоянной нагрузки, при которой подшипник будет иметь такую же долговечность, какой он достигнет в условиях фактической нагрузки. Эту пересчитанную постоянную радиальную или осевую нагрузку мы называем эквивалентной нагрузкой Р - P_r (радиальная) или P_a (осевая). 

Комбинированная нагрузка

Способ нагрузки постоянный

Внешние усилия, действующие на подшипник, неизменны в отношении величины и времени. 

Радиальные подшипники

Если на радиальный подшипник воздействуют постоянные усилия одновременно в радиальном и осевом направлении, для расчета радиальной динамической эквивалентной нагрузки используется формула:

P_r = X.F_r + Y.F_a [кН] 

P_r – радиальная эквивалентная динамическая нагрузка [кН]
F_r – радиальное усилие, воздействующее на подшипник [кН]
F_a – осевое усилие, воздействующее на подшипник [кН]
X  – коэффициент радиальной нагрузки
Y  – коэффициент осевой нагрузки

Коэффициенты X и Y зависят от соотношения F_a/F_r. Значения X и Y приведены в табличной части или комментарии перед каждой конструктивной группой подшипников, где указаны более подробные данные для расчета подшипников соответствующей конструктивной группы.

Упорные подшипники

Упорные шариковые подшипники могут переносить только силы, действующие в осевом направлении, и для расчета осевой динамической эквивалентной нагрузки используется формула.

P_a = F_a [кН] 

P_a – осевая динамическая эквивалентная нагрузка [кН]

F_a – осевая нагрузка подшипника [кН] 

Упорные сферические роликовые подшипники могут воспринимать и определенные радиальные нагрузки, однако лишь при одновременном воздействии осевой нагрузки, причем должно выполняться условие

P_a = F_a + 1,2 F_r  [кН]

Способ нагрузки переменный

Фактическая изменяющаяся нагрузка, временная характеристика которой известна, для расчета заменяется средней действующей нагрузкой. Эта нагрузка оказывает на подшипник такое же воздействие, как и фактическая изменяющаяся нагрузка. 

Изменение величины нагрузки при постоянной частоте вращения

Если на подшипник в постоянном направлении действует нагрузка, величина которой изменяется в зависимости от времени, причем частота вращения постоянна (рис. 2), среднюю действующую нагрузку F_s рассчитываем по формуле

  [кН]

F_s – воображаемая средняя неизменная нагрузка [кН]

F_i = F₁,...F_n – неизменные отдельные фактические нагрузки [кН]

q_i = q₁,...q_n – доля действия отдельных нагрузок [%]

Если на подшипник действует изменяющаяся во времени нагрузка, и при этом меняется и частота вращения, средняя действующая нагрузка рассчитывается по формуле

[кН]

Если фактическая нагрузка имеет синусоидальный характер (рис. 4), средняя действующая нагрузка

F_s= 0,75.F_max [кН] 

Изменение величины нагрузки при изменении частоты вращения

Если на подшипник действует изменяющаяся во времени нагрузка, и при этом меняется и частота вращения, средняя воображаемая нагрузка рассчитывается по формуле

[кН]

n_i = n₁, ...n_n – постоянная частота вращения в течение действия отдельных нагрузок F₁,...F_n [мин^-1]

q_i = q₁, ...q_n – доля действия отдельных нагрузок и частота вращения [%]

 Если в зависимости от времени изменяется только частота вращения, воображаемая средняя частота вращения рассчитывается по формуле

[мин^-1]

n_s = средняя частота вращения [мин^-1]

Подшипник выполняет колебательные движения

При колебательном движении с амплитудой γ (рис. 5) проще всего заменить колебательное движение воображаемым вращением, если частота вращения равна частоте колебаний. Для радиальных подшипников средняя воображаемая нагрузка рассчитывается по формуле

[кН]

F_s – средняя воображаемая нагрузка [кН]

F_r – средняя радиальная нагрузка [кН]

γ – амплитуда колебательного движения [°]

р – показатель степени р = 3 для шариковых подшипников

для цилиндрических, игольчатых, сферических и конических роликоподшипников