1.1.3. Эквивалентная динамическая нагрузка

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 - Pr (радиальная) или Pa (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:

Pr = X.Fr + Y.Fa [кН] 

Pr – радиальная эквивалентная динамическая нагрузка [кН]
Fr – радиальное усилие, воздействующее на подшипник [кН]
Fa – осевое усилие, воздействующее на подшипник [кН]
X  – коэффициент радиальной нагрузки
Y  – коэффициент осевой нагрузки

Коэффициенты X и Y зависят от соотношения Fa/Fr. 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.

Pa = Fa [кН] 

Pa – осевая динамическая эквивалентная нагрузка [кН]

Fa – 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

Pa = Fa + 1,2 Fr  [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 Fs рассчитываем по формуле

  [кН]

Fs – воображаемая средняя неизменная нагрузка [кН]

Fi = F1,...Fn – неизменные отдельные фактические нагрузки [кН]

qi = q1,...qn – 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

 

 

Fs= 0,75.Fmax [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]

ni = n1, ...nn – постоянная частота вращения в течение действия отдельных нагрузок F1,...Fn [мин-1]

qi = q1, ...qn – 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]

 

ns = 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]

Fs – средняя воображаемая нагрузка [кН]

Fr – средняя радиальная нагрузка [кН]

γ – амплитуда колебательного движения [°]

р – показатель степени р = 3 для шариковых подшипников

для цилиндрических, игольчатых, сферических и конических роликоподшипников

ZKL

ZKL является крупнейшим производителем крупногабаритных сферических роликовых, "специальных и зазорных подшипников в Центральной Европе.

Copyright © 2012 ZKL, a.s.