Расчет нагрузки на подшипник
Важнейшим параметром любого механического узла является его способность выдерживать воздействие различных сил. Подшипники работают с тремя основными видами нагрузок: радиальной, направленной перпендикулярно оси вала, упорной, вектор которой параллелен оси и комбинированными, представляющими собой сочетание радиальной и упорной нагрузок. Также различают статические и динамические силы. Статические всегда оказывают меньшее воздействие на узел, чем динамические, так как усилие распределяется только в определенной части опоры. Динамические нагрузки распределяются между всеми частями подшипника и конструкторы чаще всего берут при расчете опоры вала за основу именно их.
Основные правила расчета подшипников
Кроме типа и направления нагрузки специалисты учитывают и другие важные параметры подшипников. Все они тесно взаимосвязаны между собой и влияют на окончательный результат работы. При подборе сборочных узлов учитывают такие факторы:
Вращательную скорость подшипника;
Необходимость компенсации несоосности вала и корпуса;
Особенности пространства внутри механизма, где предстоит выполнить монтаж.
Рассчитывая узел по динамической грузоподъемности, инженеры используют неравенство Стр< С, где Стр – это необходимая величина, а С – взятое из таблицы значение динамической грузоподъемности для данной модели опоры, определенное производителем.
В радиальных и радиально-упорных подшипниках динамическая грузоподъемность рассматривается как радиальная нагрузка с постоянным значением, которую сможет выдержать серия идентичных подшипников, имеющих неподвижное внешнее кольцо, до наступления усталостных разрушений при миллионе оборотов внутреннего кольца. Для упорных узлов грузоподъемность определяется также, но при этом берется не радиальная, а осевая нагрузка.
Особенности подбора подшипников
Выбор опоры всегда начинается с определения типа подшипника. Чаще всего для этого конструкторам приходится выполнять расчеты нескольких вариантов, так как задача редко имеет однозначное очевидное решение. Полученные результаты сравнивают и выбирают узел с оптимальными параметрами. Важно помнить о том, что в расчетах играет роль и экономическая часть – подшипник не должен быть слишком дорогим.
На подшипники в процессе работы нередко действуют разнообразные негативные факторы: повышенная влажность, агрессивные жидкости и пары, абразивные частицы и температура. Некоторые из этих условий вводятся в расчет нагрузок в виде коэффициентов, упрощающих работу инженеров.
