Расчетный ресурс подшипника

Расчетным показателем долговечности подшипника служит базовый ресурс L₁₀, соответствующий 90%-й надежности. Имеется в виду, что используют обычные материалы, технологию производства и условия эксплуатации.
Однако во многих случаях желательно вычислить ресурс для более высоких уровней надежности или с учетом специальных свойств подшипников и условий эксплуатации. В таких случаях выполняют расчет скорректированного ресурса.
Базовый расчетный ресурс L₁₀ в миллионах оборотов определяют при 90%-ной надежности (отсюда в обозначении индекс 10 = 100 - 90):

L₁₀ = ( C/P ) ^k

  где С - базовая динамическая грузоподъемность подшипника (радиальная Сr или осевая Сa), Н; Р - эквивалентная динамическая нагрузка (радиальная Рг или осевая Рa). Н; k - показатель степени, равный в соответствии с результатами экспериментов: k = 3 для шариковых и k = 10/3 для роликовых подшипников .
  Формула расчета ресурса справедлива, если Pr (или Рa), а при переменных нагрузках Prmax (или Рamax),  не превышает 0,5Сr (или 0,5 Сa). Применимость формулы ограничена также частотами вращения от 10 об/мин до предельных по каталогу.
  По приведенной формуле вычисляют базовый расчетный ресурс L10 для подшипников, изготовленных из обычных подшипниковых сталей и эксплуатируемых при нормальных условиях (правильной установке подшипника, правильно выбранном способе смазывания, защите от проникания инородных тел и др.).
  При отличии свойств материала или условий эксплуатации от обычных, а также при повышенных требованиях к надежности определяют скорректированный расчетный ресурс Lsa в миллионах оборотов:

L_sa = a₁ a₂ a₃ L₁₀                     (23)

  где a1 - коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от надежности Рt (табл. 68); 02 - коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от особых свойств подшипника; а3 -коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от условий работы подшипника.
Скорректированный расчетный ресурс подшипника в часах

L _{sah =} 10⁶ L _sa / (60n)

где п - частота вращения кольца, об/мин.
  Расчет подшипников качения при повышенной вероятности безотказной работы выполняют для ответственных узлов при необходимой надежности 91-99%. Вместо индекса s в обозначении ресурса записывают значение разности (100 - Рt), где Рt -надежность при определении ресурса. Так, при 90%-ной надежности - L10(L10ah) при  97%-ной - L3a(L3ah)

68. Значения коэффициента а₁
 

  Подшипник приобретает особые свойства, что выражается в изменении ресурса, вследствие применения специальных материалов (например, сталей с особенно низким содержанием неметаллических включений) или специальных процессов производства, или специальной конструкции. Значения коэффициента a₂ устанавливает изготовитель подшипников.
  Эксплуатационные условия, которые дополнительно учитывают с помощью коэффициента а_з, - это соответствие вязкости смазочного материала требуемому значению (с учетом частоты вращения и температуры), наличие в смазочном материале инородных частиц, а также условий, вызывающих изменение свойств материала деталей подшипника (например, высокая температура вызывает снижение твердости).
  Вычисление базового ресурса основано на том, что толщина масляной пленки в зонах контакта тело качения - дорожка качения равна или немного больше суммарной шероховатости поверхностей контакта. При этом а_з = 1.
  Рекомендации по значению коэффициента аз для других условий дает изготовитель подшипников.
  При выборе типоразмера подшипников и расчете скорректированного ресурса для конкретных условий эксплуатации предполагают, что подшипники соответствуют необходимому классу точности и обеспечены требуемые прочность и жесткость валов и корпусов.
  Применение в формуле расчета скорректированного ресурса значений а₂ > 1 и а_з > 1 должно быть строго обосновано.