Предельная частота вращения

Под предельной понимают наибольшую допустимую частоту вращения, при превышении которой не может быть обеспечен расчетный ресурс подшипника. Для оценки предельной частоты вращения используют скоростной параметр (D_PWn), наименьшие значения которого в зависимости от типа подшипника и вида смазочного материала приведены в табл. 79. Подбором конструкции, условий нагружения, смазывания и охлаждения значения скоростного параметра могут быть увеличены в 1,5-3 раза.
Предельную частоту вращения n_пр определяют по формуле

n_пр  = ( D_PWn ) K / D_PW

  Здесь К - коэффициент, учитывающий влияние воспринимаемой подшипником нагрузки, оцениваемой по значению ресурса L_n, рис. 32. Как видно, для крупных подшипников n_пр существенно снижается с увеличением габаритных размеров.
  Для подшипников сверхлегких и особолегких серий диаметров предельная частота вращения может быть увеличена на 10% по сравнению с рассчитанной по формуле.

79. Значения скоростного параметра Dm, л
 

Примечания: 1. Значения приведены для подшипников со стальным штампованным сепаратором, работающих при температуре не выше 100 °С.
  2. При угле контакта 36° для радиально-упорных шариковых подшипников скоростной параметр снижается на 25%.
  
Тип подшипника определяет кинематику и потери на трение. Наиболее быстроходными являются прецизионные радиальные и радиально-упорные шарикоподшипники легких и сверхлегких серий. Подшипники тяжелых серий менее быстроходны. Для нормальных частот вращения применяют в основном подшипники класса точности 0 со стальными штампованными сепараторами.
В таблицах технических характеристик приводят значения предельных частот вращения для подшипников класса точности 0 с обычными для данных типов конструкциями сепараторов.

При повышенных частотах используют подшипники высокой точности с массивными, в основном латунными, бронзовыми текстолитовыми сепараторами. Для высокоскоростных узлов ведущие фирмы уже производят подшипники с телами качения из керамических материалов, которые вследствие малой плотности и высокой прочности, термо- и износостойкости, коррозионной стойкости являются весьма перспективными. В подшипниках с шариками из керамики на основе нитрида кремния S_i3N₄ меньше тепловыделение (вследствие меньшего коэффициента трения), меньшие центробежные нагрузки от тел качения, что позволяет повысить в 1,5-2 раза ресурс высокоскоростных узлов различных машин.
  При проектировании быстроходного узла следует учитывать изменение зазора в подшипнике, возникающее вследствие перепада температур между наружным и внутренним кольцами. Уменьшение зазора может быть особенно значительным вследствие повышенного скольжения при быстром разгоне подшипника с пластичным смазочным материалом.

Рис. 32. Зависимость коэффициента K, учитывающего влияние нагрузки, от ресурса L_h и диаметра D_pw

  Для повышения предельной частоты вращения решающее значение имеют смазочный материал и охлаждение подшипника. Желательно, чтобы подшипник работал в условиях жидкостного трения. Если используют пластичный смазочный материал или минеральное масло с вязкостью при
рабочей температуре не ниже 12 мм²с, а скоростной параметр (D_pw n) ≥ 300000 мм х об/мин, то наличие гидродинамического режима обеспечено заведомо.
  Смазочный материал высокоскоростных подшипников должен обладать пониженной вязкостью и хорошими антикоррозионными свойствами.
  Способы его подвода могут быть различны: циркуляционное смазывание, масляным туманом и др.
  Необходимым условием достижения высокой частоты вращения является правильно выбранный предварительный натяг. При недостаточных натягах неизбежна повышенная вибрация, а при чрезмерно больших - повышенное тепловыделение, неоправданное снижение ресурса подшипника.

Показатели качества

  В табл. 80 перечислены основные показатели качества подшипников качения, номенклатура которых установлена ГОСТ 4.479-87.