ГОСТ 18855-2013 Подшипники качения. Динамическая грузоподъемность и номинальный ресурс.
ГОСТ 18855-2013
(ISO 281:2007)
Группа Г16
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ
Динамическая грузоподъемность и номинальный ресурс
Rolling bearings. Dynamic load rating and rating life
МКС 21.100.20 *
ОКП 46 000
________________
* Поправка. (ИУС 8-2020).
Дата введения 2015-07-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр ЕПК" (ООО "ИЦ ЕПК")
2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 307 "Подшипники качения"
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол от 27 сентября 2013 г. N 59-П)
За принятие стандарта проголосовали:
|
|
|
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Армения | AM | Минэкономики Республики Армения |
Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Казахстан | KZ
| Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизия | KG | Кыргызстандарт |
Молдова | MD | Молдова-Стандарт |
Россия | RU | Росстандарт |
Узбекистан | UZ | Узстандарт |
(Поправка. ИУС N 3-2019).
4 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту ISO 281:2007* Rolling bearings - Dynamic load ratings and rating life (Подшипники качения. Динамическая грузоподъемность и номинальный ресурс) путем внесения дополнительных положений. Дополнительные положения приведены в 5.1.2.1 и 5.2.2.1 и заключены в рамки из тонких линий. Разъяснение причин их внесения приведено в примечании к тексту. Дополнительные значения показателей внесены в таблицу 3 и выделены полужирным курсивом**. Дополнительные значения показателей даны для углов контакта, которые наиболее широко применяются в конструкциях радиально-упорных шариковых подшипников, которые производят страны СНГ. Сравнение структуры международного стандарта со структурой настоящего стандарта приведено в приложении Д. Разъяснение причин изменения структуры приведено в примечаниях в приложении Д.
Международный стандарт разработан подкомитетом ISO/TC 4/SC 8 "Грузоподъемность и ресурс" технического комитета по стандартизации ISO/TC 4 "Подшипники качения" Международной организации по стандартизации (ISO).
Перевод с английского языка (en).
Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого разработан настоящий межгосударственный стандарт, и международных документов, на которые даны ссылки, имеются в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии.
Ссылки на международные стандарты, которые приняты в качестве межгосударственных стандартов, заменены в разделе "Нормативные ссылки" и тексте стандарта ссылками на соответствующие модифицированные межгосударственные стандарты.
Ссылки на международные стандарты, которые не приняты в качестве межгосударственных стандартов, заменены в разделе "Нормативные ссылки" и тексте стандарта ссылками на соответствующие межгосударственные стандарты.
Информация о замене ссылок с разъяснением причин их внесения приведена в приложении Г.
Степень соответствия - модифицированная (MOD)
5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 08 ноября 2013 г. N 1382-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 18855-2013 (ISO 281:2007) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2015 г.
6 ВЗАМЕН ГОСТ 18855-94
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
ВНЕСЕНЫ: поправка, опубликованная в ИУС N 3, 2019 год; поправка, опубликованная в ИУС N 8, 2020 год; поправка, опубликованная в ИУС N 5, 2022 год, введенная в действие с 20.04.2022
Введение
Часто бывает нерационально обосновывать пригодность подшипника для конкретных условий применения путем испытания достаточного количества подшипников при данных условиях. В этом случае ресурс, как он определен в 3.1, является первейшим показателем соответствия условиям применения. Поэтому расчет времени безотказной работы рассматривается как подходящая и целесообразная замена испытаний. Целью настоящего стандарта является создание необходимой основы для расчета ресурса.
С момента последнего опубликования стандарта были приобретены дополнительные знания о влиянии на ресурс подшипника загрязнений, условий смазки, внутренних напряжений при монтаже, напряжений от термообработки и т.д. В настоящем стандарте представлен практический метод учета влияния на ресурс подшипника условий смазки и загрязнения смазочного материала.
Расчеты в соответствии с данным стандартом не дают удовлетворительных результатов для подшипников, работающих в таких условиях применения и/или с такой внутренней конструкцией, которые вызывают значительное уменьшение зоны контакта между телами качения и дорожками качения. Так, например, результаты модифицированного расчета неприменимы к шариковым подшипникам с пазом для ввода шариков, который значительно вступает в зону контакта шарик/дорожка качения, когда в условиях применения на подшипник действует осевая нагрузка. В этих случаях следует проконсультироваться у изготовителей подшипников.
В настоящем стандарте вместо ссылки на ISO/TR 8646 используется ссылка на ISO/TR 1281-1, который заменяет указанный документ.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы расчета динамической грузоподъемности подшипников качения в диапазоне размеров, приведенных в соответствующих стандартах на типы и размеры, изготовленных из современной, обычно применяемой закаленной подшипниковой стали хорошего качества, в условиях хорошо налаженного производства и имеющих обычную конструкцию и формы контактных поверхностей качения.
Настоящий документ также устанавливает методы расчета номинального ресурса, соответствующего 90% вероятности безотказной работы при применении широко используемого материала хорошего качества при хорошем качестве изготовления в нормальных условиях эксплуатации. Кроме того, настоящий документ устанавливает методы расчета модифицированного ресурса с учетом различных значений вероятности безотказной работы, условий смазки, загрязненности смазочного материала и предела усталостной нагрузки подшипника.
Влияние износа, коррозии и электроэрозии на ресурс подшипника в данном стандарте не рассматривается.
Настоящий документ не применим к конструкциям, тела качения в которых воздействуют непосредственно на поверхности вала или корпуса, если эти поверхности не эквивалентны во всех отношениях дорожкам качения колец подшипника, которые они заменяют.
Двухрядные радиальные и радиально-упорные подшипники и двойные упорные и упорно-радиальные подшипники рассматривают в данном стандарте как симметричные.
Дополнительные ограничения в отношении отдельных типов подшипников включены в соответствующие разделы.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 24955-81 Подшипники качения. Термины и определения
ГОСТ 18854-2013 Подшипники качения. Статическая грузоподъемность
ISO 15241:2012 Подшипники качения. Обозначение величин*
________________
* Действует до введения ГОСТ, разработанного на основе ISO 15241. Перевод стандарта имеется в ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ".
ISO/TR 1281-1:2008 Подшипники качения. Пояснительная записка к ISO 281. Часть 1. Базовая динамическая грузоподъемность и номинальный ресурс*
________________
* Перевод документа имеется в ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ".
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24955, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 ресурс (life): Число оборотов конкретного подшипника качения, которое одно из колец подшипника совершает относительно другого кольца до появления первых признаков усталости материала одного из колец или одного из тел качения.
Примечание - Ресурс может быть выражен количеством часов работы при постоянной частоте вращения.
3.2 вероятность безотказной работы (reliability): Процентная доля группы предположительно идентичных подшипников качения, работающих в одинаковых условиях, которые, как ожидается, достигнут или превысят определенный ресурс.
Примечание - Вероятность безотказной работы отдельного подшипника качения - это вероятность того, что он достигнет или превысит определенный ресурс.
3.3 расчетный ресурс (rating life): Ожидаемое значение ресурса, основанное на динамической радиальной грузоподъемности или динамической осевой грузоподъемности.
3.4 номинальный ресурс (basic rating life): Расчетный ресурс, соответствующий 90% вероятности безотказной работы для подшипников, изготовленных из широко используемого материала хорошего качества, при хорошем качестве изготовления и работающих в нормальных условиях эксплуатации.
3.5 модифицированный ресурс (modified rating life): Расчетный ресурс, модифицированный в соответствии с 90%-ной или другой вероятностью безотказной работы, пределом усталостной нагрузки подшипника, особыми свойствами подшипника, загрязнением смазочного материала или другими специфическими условиями эксплуатации.
Примечание - Термин "модифицированный ресурс" является новым в этом документе и заменяет термин "скорректированный расчетный ресурс".
3.6 динамическая радиальная грузоподъемность (basic dynamic radial load rating): Постоянная неподвижная радиальная нагрузка, которую подшипник качения теоретически может выдерживать в течение номинального ресурса в один миллион оборотов.
Примечание - Для радиально-упорного однорядного подшипника радиальная грузоподъемность относится к радиальной составляющей нагрузки, которая вызывает чисто радиальное смещение колец подшипников относительно друг друга.
3.7 динамическая осевая грузоподъемность (basic dynamic axial load rating): Постоянная центральная осевая нагрузка, которую подшипник качения теоретически может выдерживать в течение номинального ресурса в один миллион оборотов.
3.8 динамическая эквивалентная радиальная нагрузка (dynamic equivalent radial load): Постоянная неподвижная радиальная нагрузка, под воздействием которой подшипник качения будет иметь такой же ресурс, как и в условиях действительного нагружения.
3.9 динамическая эквивалентная осевая нагрузка (dynamic equivalent axial load): Постоянная центральная осевая нагрузка, под воздействием которой подшипник качения будет иметь такой же ресурс, как и в условиях действительного нагружения.
3.11 диаметр ролика (roller diameter): Теоретический диаметр в радиальной плоскости, проходящей через середину симметричного ролика.
Примечание 1 - Для конического ролика соответствующий диаметр равен среднему значению диаметров воображаемых кромок большого (сферического) и малого (плоского) торца ролика.
Примечание 2 - Для асимметричного выпуклого ролика соответствующий диаметр равен диаметру в точке контакта между роликом и безбортиковой дорожкой качения при нулевой нагрузке.
3.12 эффективная длина ролика (effective roller length): Максимальная теоретическая длина контакта ролика с той дорожкой качения, где этот контакт короче.
Примечание - За длину контакта обычно принимают либо расстояние между воображаемыми кромками ролика, за вычетом номинальных фасок ролика, либо ширину дорожки качения за вычетом галтелей, в зависимости от того, что меньше.
3.13 номинальный угол контакта (nominal contact angle): Угол между плоскостью, перпендикулярной оси подшипника, (радиальной плоскостью) и номинальной линией действия результирующей сил, передаваемых кольцом подшипника на тело качения.
Примечание - Для подшипников с ассиметричными роликами номинальный угол контакта определяется контактом с безбортиковой дорожкой качения.
3.14 диаметр центровой окружности шариков (pitch diameter of ball set): Диаметр окружности, проходящей через центры шариков одного ряда подшипника.
3.15 диаметр центровой окружности роликов (pitch diameter of roller set): Диаметр окружности, проходящей через середины роликов одного ряда подшипника.
Примечание - Серединой ролика считается проекция середины образующей (цилиндрической или конической) поверхности ролика на ось ролика.
3.16 нормальные условия эксплуатации (conventional operating conditions): Условия, которые можно считать преобладающими для подшипников, которые должным образом установлены и защищены от загрязнения, надлежащим образом смазаны, обычным способом нагружены, не подвергаются резкому изменению температур и скорости вращения.
3.17 относительная вязкость (viscosity ratio): Отношение фактической кинематической вязкости масла при рабочей температуре к номинальной кинематической вязкости, требуемой для надлежащей смазки.
3.18 параметр смазочной пленки (film parameter): Отношение толщины смазочной пленки к совместной среднеквадратичной, СКЗ, шероховатости поверхностей, применяемое для оценки влияния условий смазки на ресурс подшипника.
3.19 пьезокоэффициент вязкости (pressure-viscosity coefficient): Параметр, характеризующий влияние давления масла на вязкость масла в контакте тела качения.
3.20 индекс вязкости (viscosity index): Показатель, характеризующий степень влияния температуры на вязкость смазочных масел.
|
3.21 опорный торец (back face): Торец кольца подшипника, предназначенный для восприятия осевой нагрузки.
3.22 неопорный торец (front face): Торец кольца подшипника, не предназначенный для восприятия осевой нагрузки.
3.23 сдвоенный подшипник (paired mounting): Два подшипника, установленных рядом на одном валу так, что они работают как единый узел.
3.24 комплект подшипников (stack mounting): Три или более подшипника, установленных рядом на одном валу так, что они работают как единый узел.
3.25 комплектный подшипник (matched rolling bearing): Подшипник качения, входящий в состав сдвоенного подшипника или в комплект подшипников.
3.26 компоновка по схеме тандем (схема Т) (tandem arrangement): Сдвоенный подшипник или комплект подшипников, смонтированный опорным торцом наружного (свободного) кольца комплектного подшипника к неопорному торцу наружного (свободного) кольца соседнего комплектного подшипника.
Примечание - Для упорного и упорно-радиального подшипника указанные торцы касаются не непосредственно, а через специально подобранное дистанционное кольцо.
3.27 компоновка по схеме O (схема O) (back-to-back arrangement): Сдвоенный подшипник, смонтированный опорными торцами наружных колец комплектных подшипников друг к другу.
3.28 компоновка по схеме X (схема X) (face-to-face arrangement): Сдвоенный подшипник, смонтированный неопорными торцами наружных колец комплектных подшипников друг к другу.
Примечание - Термины 3.21-3.28, приведенные в ИСО 5593, используются в настоящем стандарте. |
4 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения:
|
|
 | - системный коэффициент модификации ресурса; |
| - коэффициент модификации ресурса по вероятности безотказной работы; |
 | - оценочный коэффициент для современной, обычно применяемой, закаленной подшипниковой стали хорошего качества, в условиях хорошо налаженного производства, величина которого меняется в зависимости от типа и конструкции подшипника; |
 | - динамическая осевая грузоподъемность в ньютонах; |
 | - динамическая радиальная грузоподъемность в ньютонах; |
 | - предел усталостной нагрузки в ньютонах; |
 | - статическая осевая грузоподъемность* в ньютонах; |
 | - статическая радиальная грузоподъемность* в ньютонах; |
________________ | |
 | - наружный диаметр подшипника в миллиметрах; |
 | - диаметр центровой окружности шариков или роликов в миллиметрах; |
 | - номинальный диаметр шарика в миллиметрах; |
 | - диаметр ролика, применяемый при расчете грузоподъемности в миллиметрах; |
 | - диаметр отверстия подшипника в миллиметрах; |
 | - предельное значение отношения  , определяющее значения коэффициентов  и  ; |
 | - коэффициент загрязнения; |
 | - осевая нагрузка подшипника (осевая составляющая фактической нагрузки подшипника) в ньютонах; |
 | - радиальная нагрузка подшипника (радиальная составляющая фактической нагрузки подшипника) в ньютонах; |
 | - коэффициент, зависящий от геометрии деталей подшипника, точности изготовления различных деталей и материала; |
 | - коэффициент для расчета статической грузоподъемности*; |
________________ | |
 | - число рядов тел качения; |
 | - модифицированный ресурс в миллионах оборотов; |
 | - эффективная длина ролика, применяемая для расчета грузоподъемности, в миллиметрах; |
 | - номинальный ресурс в миллионах оборотов; |
 | - частота вращения в минутах в минус первой степени; |
* | - подстрочный индекс вероятности отказа в процентах; |
 | - динамическая эквивалентная нагрузка в ньютонах; |
 | - динамическая эквивалентная осевая нагрузка в ньютонах; |
 | - динамическая эквивалентная радиальная нагрузка в ньютонах; |
 | - вероятность безотказной работы в процентах; |
| - коэффициент динамической радиальной нагрузки; |
| - коэффициент динамической осевой нагрузки; |
 | - число тел качения в однорядном подшипнике; число тел качения в одном ряду многорядного подшипника с одинаковым числом тел качения в каждом ряду; |
 | - номинальный угол контакта в градусах; |
 | - относительная вязкость  ; |
 | - параметр смазочной пленки; |
 | - фактическая кинематическая вязкость при рабочей температуре в квадратных миллиметрах в секунду; |
 | - номинальная кинематическая вязкость, необходимая для достижения надлежащих условий смазки, в квадратных миллиметрах в секунду; |
 | - (действительное) напряжение, применяемое в критерии усталости, в ньютонах на квадратный миллиметр; |
| - предел усталостного напряжения материала дорожки качения в ньютонах на квадратный миллиметр. |
5 Радиальные и радиально-упорные шариковые подшипники
5.1 Динамическая радиальная грузоподъемность
5.1.1 Динамическая радиальная грузоподъемность отдельных подшипников
Динамическую радиальную грузоподъемность радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников вычисляют по формулам
|
|
Тип подшипника | |
Радиальный или радиально-упорный шариковый подшипник (без паза для ввода шариков), вкладышный подшипник и шариковый сферический подшипник | 1,3 |
Подшипник с пазом для ввода шариков | 1,1 |
|
|
|
|
|
  | Коэффициент | |||
| Радиальный шариковый однорядный подшипник и радиально-упорный шариковый однорядный или двухрядный подшипник | Радиальный шариковый двухрядный подшипник | Радиальный шариковый сферический однорядный или двухрядный подшипник | Радиальный шариковый однорядный разъемный подшипник (магнетный подшипник) |
0,01 | 29,1 | 27,5 | 9,9 | 9,4 |
0,02 | 35,8 | 33,9 | 12,4 | 11,7 |
0,03 | 40,3 | 38,2 | 14,3 | 13,4 |
0,04 | 43,8 | 41,5 | 15,9 | 14,9 |
0,05 | 46,7 | 44,2 | 17,3 | 16,2 |
0,06 | 49,1 | 46,5 | 18,6 | 17,4 |
0,07 | 51,1 | 48,4 | 19,9 | 18,5 |
0,08 | 52,8 | 50,0 | 21,1 | 19,5 |
0,09 | 54,3 | 51,4 | 22,3 | 20,6 |
0,10 | 55,5 | 52,6 | 23,4 | 21,5 |
0,11 | 56,6 | 53,6 | 24,5 | 22,5 |
0,12 | 57,5 | 54,5 | 25,6 | 23,4 |
0,13 | 58,2 | 55,2 | 26,6 | 24,4 |
0,14 | 58,8 | 55,7 | 27,7 | 25,3 |
0,15 | 59,3 | 56,1 | 28,7 | 26,2 |
0,16 | 59,6 | 56,5 | 29,7 | 27,1 |
0,17 | 59,8 | 56,7 | 30,7 | 27,9 |
0,18 | 59,9 | 56,8 | 31,7 | 28,8 |
0,19 | 60,0 | 56,8 | 32,6 | 29,7 |
0,20 | 59,9 | 56,8 | 33,5 | 30,5 |
0,21 | 59,8 | 56,6 | 34,4 | 31,3 |
0,22 | 59,6 | 56,5 | 35,2 | 32,1 |
0,23 | 59,3 | 56,2 | 36,1 | 32,9 |
0,24 | 59,0 | 55,9 | 36,8 | 33,7 |
0,25 | 58,6 | 55,5 | 37,5 | 34,5 |
0,26 | 58,2 | 55,1 | 38,2 | 35,2 |
0,27 | 57,7 | 54,6 | 38,8 | 35,9 |
0,28 | 57,1 | 54,1 | 39,4 | 36,6 |
0,29 | 56,6 | 53,6 | 39,9 | 37,2 |
0,30 | 56,0 | 53,0 | 40,3 | 37,8 |
0,31 | 55,3 | 52,4 | 40,6 | 38,4 |
0,32 | 54,6 | 51,8 | 40,9 | 38,9 |
0,33 | 53,9 | 51,1 | 41,1 | 39,4 |
0,34 | 53,2 | 50,4 | 41,2 | 39,8 |
0,35 | 52,4 | 49,7 | 41,3 | 40,1 |
0,36 | 51,7 | 48,9 | 41,3 | 40,4 |
0,37 | 50,9 | 48,2 | 41,2 | 40,7 |
0,38 | 50,0 | 47,4 | 41,0 | 40,8 |
0,39 | 49,2 | 46,6 | 40,7 | 40,9 |
0,40 | 48,4 | 45,8 | 40,4 | 40,9 |
3начения для промежуточных значений  получают линейным интерполированием. | ||||
5.1.2 Динамическая радиальная грузоподъемность комбинаций подшипников
5.1.2.1 Два радиальных шариковых однорядных подшипника, работающих как единый узел
При расчете динамической радиальной грузоподъемности два одинаковых радиальных шариковых однорядных подшипника, смонтированные рядом на одном валу так, что они работают как единый узел (сдвоенный подшипник), рассматривают как один радиальный шариковый двухрядный подшипник.
|
Два одинаковых радиальных шариковых однорядных подшипника, специально изготовленные и работающие по схеме O или по схеме X, рассматривают как один радиально-упорный шариковый двухрядный подшипник.
Примечание - Требование добавлено, поскольку в настоящее время радиальные подшипники производят также для работы по схеме O и схеме X. |
5.1.2.2 Схема O или X для радиально-упорных шариковых однорядных подшипников
При расчете динамической радиальной грузоподъемности два одинаковых радиально-упорных шариковых однорядных подшипника, смонтированные рядом на одном валу так, что они работают как единый узел (сдвоенный подшипник) по схеме O или по схеме X, рассматривают как один радиально-упорный шариковый двухрядный подшипник.
5.1.2.3 Компоновка по схеме тандем
Динамическая радиальная грузоподъемность двух или более одинаковых радиальных шариковых однорядных подшипников или двух или более одинаковых радиально-упорных шариковых подшипников, смонтированных рядом на одном валу так, что они работают как единый узел (сдвоенный подшипник или комплект подшипников) по схеме тандем, равна грузоподъемности одного однорядного подшипника, умноженной на число подшипников в степени 0,7. Подшипники должны быть надлежащим образом изготовлены и смонтированы для равномерного распределения нагрузки между ними.
5.1.2.4 Независимо заменяемые подшипники
Положения 5.1.2.3 не применимы, если по каким-либо техническим основаниям компоновка подшипников рассматривается как ряд однорядных подшипников, которые заменяются независимо друг от друга.
5.2 Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка
5.2.1 Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка отдельных подшипников
Динамическую эквивалентную радиальную нагрузку радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников при постоянных радиальной и осевой нагрузках вычисляют по формуле
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип подшипника | "Относительная осевая нагрузка"  | Однорядный подшипник | Двухрядный подшипник | | ||||||||
|
|  |  | | |
| ||||||
|
| | | |
|
| | | |
| ||
Радиальный шариковый подшипник |   |  |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| 0,172 | 0,172 | 1 | 0 | 0,56 | 2,30 | 1 | 0 | 0,56 | 2,30 | 0,19 | |
| 0,345 | 0,345 |
|
|
| 1,99 |
|
|
| 1,99 | 0,22 | |
| 0,689 | 0,689 |
|
|
| 1,71 |
|
|
| 1,71 | 0,26 | |
| 1,030 | 1,030 |
|
|
| 1,55 |
|
|
| 1,55 | 0,28 | |
| 1,380 | 1,380 |
|
|
| 1,45 |
|
|
| 1,45 | 0,30 | |
| 2,070 | 2,070 |
|
|
| 1,31 |
|
|
| 1,31 | 0,34 | |
| 3,450 | 3,450 |
|
|
| 1,15 |
|
|
| 1,15 | 0,38 | |
| 5,170 | 5,170 |
|
|
| 1,04 |
|
|
| 1,04 | 0,42 | |
| 6,890 | 6,890 |
|
|
| 1,00 |
|
|
| 1,00 | 0,44 | |
Радиально- упорный шариковый подшипник |  |  |
|
| Для данного типа используют величины , и , применяемые для радиальных шариковых однорядных подшипников |
|
|
|
|
| ||
|  | 0,173 | 0,172 | 1 | 0 |
| 1 | 2,78 | 0,78 | 3,74 | 0,23 | |
|
| 0,346 | 0,345 |
|
|
|
| 2,40 |
| 3,23 | 0,26 | |
|
| 0,692 | 0,689 |
|
|
|
| 2,07 |
| 2,78 | 0,30 | |
|
| 1,040 | 1,030 |
|
|
|
| 1,87 |
| 2,52 | 0,34 | |
|
| 1,380 | 1,380 |
|
|
|
| 1,75 |
| 2,36 | 0,36 | |
|
| 2,080 | 2,070 |
|
|
|
| 1,58 |
| 2,13 | 0,40 | |
|
| 3,460 | 3,450 |
|
|
|
| 1,39 |
| 1,87 | 0,45 | |
|
| 5,190 | 5,170 |
|
|
|
| 1,26 |
| 1,69 | 0,50 | |
|
| 6,920 | 6,890 |
|
|
|
| 1,21 |
| 1,63 | 0,52 | |
|  | 0,175 | 0,172 | 1 | 0 | 0,46 | 1,88 | 1 | 2,18 | 0,75 | 3,06 | 0,29 |
|
| 0,350 | 0,345 |
|
|
| 1,71 |
| 1,98 |
| 2,78 | 0,32 |
|
| 0,700 | 0,689 |
|
|
| 1,52 |
| 1,76 |
| 2,47 | 0,36 |
|
| 1,050 | 1,030 |
|
|
| 1,41 |
| 1,63 |
| 2,29 | 0,38 |
|
| 1,400 | 1,380 |
|
|
| 1,34 |
| 1,55 |
| 2,18 | 0,40 |
|
| 2,100 | 2,070 |
|
|
| 1,23 |
| 1,42 |
| 2,00 | 0,44 |
|
| 3,500 | 3,450 |
|
|
| 1,10 |
| 1,27 |
| 1,79 | 0,49 |
|
| 5,250 | 5,170 |
|
|
| 1,01 |
| 1,17 |
| 1,64 | 0,54 |
|
| 7,000 | 6,890 |
|
|
| 1,00 |
| 1,16 |
| 1,63 | 0,54 |
|  | 0,176 | 0,172 | 1 | 0 | 0,45 | 1,72 | 1 | 1,97 | 0,74 | 2,79 | 0,33 |
|
| 0,353 | 0,345 |
|
|
| 1,62 |
| 1,82 |
| 2,58 | 0,35 |
|
| 0,706 | 0,689 |
|
|
| 1,43 |
| 1,64 |
| 2,33 | 0,39 |
|
| 1,042 | 1,030 |
|
|
| 1,34 |
| 1,53 |
| 2,17 | 0,41 |
|
| 1,412 | 1,380 |
|
|
| 1,28 |
| 1,47 |
| 2,08 | 0,43 |
|
| 2,116 | 2,070 |
|
|
| 1,19 |
| 1,36 |
| 1,93 | 0,46 |
|
| 3,528 | 3,450 |
|
|
| 1,07 |
| 1,22 |
| 1,74 | 0,51 |
|
| 5,290 | 5,170 |
|
|
| 1,01 |
| 1,15 |
| 1,64 | 0,55 |
|
| 7,056 | 6,890 |
|
|
| 1,00 |
| 1,14 |
| 1,63 | 0,55 |
|  | 0,178 | 0,172 | 1 | 0 | 0,44 | 1,47 | 1 | 1,65 | 0,72 | 2,39 | 0,38 |
|
| 0,357 | 0,345 |
|
|
| 1,40 |
| 1,57 |
| 2,28 | 0,40 |
|
| 0,714 | 0,689 |
|
|
| 1,30 |
| 1,46 |
| 2,11 | 0,43 |
|
| 1,070 | 1,030 |
|
|
| 1,23 |
| 1,38 |
| 2,00 | 0,46 |
|
| 1,430 | 1,380 |
|
|
| 1,19 |
| 1,34 |
| 1,93 | 0,47 |
|
| 2,140 | 2,070 |
|
|
| 1,12 |
| 1,26 |
| 1,82 | 0,50 |
|
| 3,570 | 3,450 |
|
|
| 1,02 |
| 1,14 |
| 1,66 | 0,55 |
|
| 5,350 | 5,170 |
|
|
| 1,00 |
| 1,12 |
| 1,63 | 0,56 |
|
| 7,140 | 6,890 |
|
|
| 1,00 |
| 1,12 |
| 1,63 | 0,56 |
|  | - | - | 1 | 0 | 0,43 | 1,00 | 1 | 1,09 | 0,70 | 1,63 | 0,57 |
|  | - | - |
|
| 0,41 | 0,87 |
| 0,92 | 0,67 | 1,41 | 0,68 |
|  | - | - |
|
| 0,40 | 0,83 |
| 0,86 | 0,65 | 1,34 | 0,73 |
|  | - | - |
|
| 0,39 | 0,76 |
| 0,78 | 0,63 | 1,24 | 0,80 |
|  | - | - |
|
| 0,37 | 0,66 |
| 0,66 | 0,60 | 1,07 | 0,95 |
|  | - | - |
|
| 0,35 | 0,57 |
| 0,55 | 0,57 | 0,93 | 1,14 |
|  | - | - |
|
| 0,33 | 0,50 |
| 0,47 | 0,54 | 0,81 | 1,34 |
Шариковый сферический подшипник | 1 | 0 | 0,40 |  0,4  | 1 | 0,42  | 0,65 | 0,65 | 1,5  | |||
Радиальный шариковый однорядный разъемный подшипник (магнетный) | 1 | 0 | 0,50 | 2,50 | - | - | - | - | 0,20 | |||
Допустимое максимальное значение зависит от конструкции подшипника (внутренний зазор и глубина желоба на дорожке качения). Использовать первую или вторую графу в зависимости от имеющейся информации. Значения , и для промежуточных значений "относительных осевых нагрузок" и/или углов контакта получают линейным интерполированием. | ||||||||||||
5.2.2 Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка комбинаций подшипников
|
5.2.2.1 Два однорядных радиальных шариковых подшипника, работающие как единый узел
При расчете эквивалентной радиальной нагрузки два одинаковых радиальных шариковых однорядных подшипника, смонтированные рядом на одном валу так, что они работают как единый узел (сдвоенный подшипник), рассматривают как один радиальный шариковый двухрядный подшипник.
Два одинаковых радиальных шариковых однорядных подшипника, специально изготовленные и работающие по схеме О или по схеме X, рассматривают как один радиально-упорный шариковый двухрядный подшипник.
Примечание - Требования добавлены для учета всех возможных комбинаций двух радиальных шариковых однорядных подшипников. |
5.2.2.2 Схема O или X для радиально-упорных шариковых однорядных подшипников
При расчете эквивалентной радиальной нагрузки два одинаковых радиально-упорных шариковых однорядных подшипника, смонтированные рядом на одном валу так, что они работают как единый узел (сдвоенный подшипник), скомпонованный по схеме O или по схеме X, рассматривают как один радиально-упорный шариковый двухрядный подшипник.
5.2.2.3 Компоновка по схеме тандем
5.3 Номинальный ресурс
5.3.1 Формула ресурса
Номинальный ресурс радиального и радиально-упорного шарикового подшипника вычисляют по формуле ресурса
5.3.2 Ограничения для нагрузки в формуле ресурса
Очень легкие нагрузки могут вызвать разные виды повреждений. Эти виды повреждений не рассматриваются в настоящем стандарте.
6 Упорные и упорно-радиальные шариковые подшипники
6.1 Динамическая осевая грузоподъемность
6.1.1 Динамическая осевая грузоподъемность однорядных подшипников
Динамическую осевую грузоподъемность упорных и упорно-радиальных шариковых однорядных одинарных и двойных подшипников вычисляют по формулам:
|
|
|
|
|
|
  | | | | ||
|  |
|  |  |  |
0,01 | 36,7 | 0,01 | 42,1 | 39,2 | 37,3 |
0,02 | 45,2 | 0,02 | 51,7 | 48,1 | 45,9 |
0,03 | 51,1 | 0,03 | 58,2 | 54,2 | 51,7 |
0,04 | 55,7 | 0,04 | 63,3 | 58,9 | 56,1 |
0,05 | 59,5 | 0,05 | 67,3 | 62,6 | 59,7 |
0,06 | 62,9 | 0,06 | 70,7 | 65,8 | 62,7 |
0,07 | 65,8 | 0,07 | 73,5 | 68,4 | 65,2 |
0,08 | 68,5 | 0,08 | 75,9 | 70,7 | 67,3 |
0,09 | 71,0 | 0,09 | 78,0 | 72,6 | 69,2 |
0,10 | 73,3 | 0,10 | 79,7 | 74,2 | 70,7 |
0,11 | 75,4 | 0,11 | 81,1 | 75,5 | - |
0,12 | 77,4 | 0,12 | 82,3 | 76,6 | - |
0,13 | 79,3 | 0,13 | 83,3 | 77,5 | - |
0,14 | 81,1 | 0,14 | 84,1 | 78,3 | - |
0,15 | 82,7 | 0,15 | 84,7 | 78,8 | - |
0,16 | 84,4 | 0,16 | 85,1 | 79,2 | - |
0,17 | 85,9 | 0,17 | 85,4 | 79,5 | - |
0,18 | 87,4 | 0,18 | 85,5 | 79,6 | - |
0,19 | 88,8 | 0,19 | 85,5 | 79,6 | - |
0,20 | 90,2 | 0,20 | 85,4 | 79,5 | - |
0,21 | 91,5 | 0,21 | 85,2 | - | - |
0,22 | 92,8 | 0,22 | 84,9 | - | - |
0,23 | 94,1 | 0,23 | 84,5 | - | - |
0,24 | 95,3 | 0,24 | 84,0 | - | - |
0,25 | 96,4 | 0,25 | 83,4 | - | - |
0,26 | 97,6 | 0,26 | 82,8 | - | - |
0,27 | 98,7 | 0,27 | 82,0 | - | - |
0,28 | 99,8 | 0,28 | 81,3 | - | - |
0,29 | 100,8 | 0,29 | 80,4 | - | - |
0,30 | 101,9 | 0,30 | 79,6 | - | - |
0,31 | 102,9 | - | - | - | - |
0,32 | 103,9 | - | - | - | - |
0,33 | 104,8 | - | - | - | - |
0,34 | 105,8 | - | - | - | - |
0,35 | 106,7 | - | - | - | - |
Значения для  или и/или углов контакта, не указанных в таблице, определяют линейным интерполированием. Угол контакта упорно-радиальных подшипников больше 45°. Значения для угла контакта , равного 45°, даны для того, чтобы обеспечить интерполяцию значений для углов контакта более 45° и менее 60°. | |||||
6.1.2 Динамическая осевая грузоподъемность подшипников с двумя или более рядами шариков
Динамическую осевую грузоподъемность упорных и упорно-радиальных шариковых подшипников с двумя и более рядами одинаковых шариков, воспринимающих нагрузку в одном направлении, вычисляют по формуле
6.2 Динамическая эквивалентная осевая нагрузка
|
|
|
|
|
|
|
|
| Одинарный подшипник | Двойной подшипник | | ||||
| | | |
| |||
| | | | | | |
|
45° | 0,66 | 1 | 1,18 | 0,59 | 0,66 | 1 | 1,25 |
50° | 0,73 |
| 1,37 | 0,57 | 0,73 |
| 1,49 |
55° | 0,81 |
| 1,60 | 0,56 | 0,81 |
| 1,79 |
60° | 0,92 |
| 1,90 | 0,55 | 0,92 |
| 2,17 |
65° | 1,06 |
| 2,30 | 0,54 | 1,06 |
| 2,68 |
70° | 1,28 |
| 2,90 | 0,53 | 1,28 |
| 3,43 |
75° | 1,66 |
| 3,89 | 0,52 | 1,66 |
| 4,67 |
80° | 2,43 |
| 5,86 | 0,52 | 2,43 |
| 7,09 |
85° | 4,80 |
| 11,75 | 0,51 | 4,80 |
| 14,29 |
 |  | 1 |  |  * | | 1
|  |
Значения и и для промежуточных значений определяют линейным интерполированием. Отношение не применимо для одинарных подшипников. Угол контакта упорно-радиальных подшипников больше 45°. Значения для угла контакта , равного 45°, даны для того, чтобы обеспечить интерполяцию значений для углов контакта более 45° и менее 60°. | |||||||
Упорные шариковые подшипники с углом контакта, равным 90° могут воспринимать только осевые нагрузки. Динамическую эквивалентную осевую нагрузку этого типа подшипников вычисляют по формуле
6.3 Номинальный ресурс
6.3.1 Формула ресурса
Номинальный ресурс упорно-радиального и упорного шарикового подшипника вычисляют по формуле ресурса
6.3.2 Ограничения для нагрузки в формуле ресурса
Очень легкие нагрузки могут вызвать разные виды повреждений. Эти виды повреждений не рассматриваются в настоящем стандарте.
7 Радиальные и радиально-упорные роликовые подшипники
7.1 Динамическая радиальная грузоподъемность
7.1.1 Динамическая радиальная грузоподъемность отдельных подшипников
Динамическую радиальную грузоподъемность радиальных и радиально-упорных роликовых подшипников вычисляют по формуле
|
|
Тип подшипника | |
Роликовый цилиндрический подшипник, роликовый конический подшипник и роликовый игольчатый подшипник с механически обработанными кольцами | 1,10 |
Роликовый игольчатый подшипник со штампованным наружным кольцом | 1,00 |
Роликовый сферический подшипник | 1,15 |
|
|
 | |
0,01 | 52,1 |
0,02 | 60,8 |
0,03 | 66,5 |
0,04 | 70,7 |
0,05 | 74,1 |
0,06 | 76,9 |
0,07 | 79,2 |
0,08 | 81,2 |
0,09 | 82,8 |
0,10 | 84,2 |
0,11 | 85,4 |
0,12 | 86,4 |
0,13 | 87,1 |
0,14 | 87,7 |
0,15 | 88,2 |
0,16 | 88,5 |
0,17 | 88,7 |
0,18 | 88,8 |
0,19 | 88,8 |
0,20 | 88,7 |
0,21 | 88,5 |
0,22 | 88,2 |
0,23 | 87,9 |
0,24 | 87,5 |
0,25 | 87,0 |
0,26 | 86,4 |
0,27 | 85,8 |
0,28 | 85,2 |
0,29 | 84,5 |
0,30 | 83,8 |
Значения для промежуточных значений  определяют линейным интерполированием. | |
7.1.2 Динамическая радиальная грузоподъемность комбинаций подшипников
7.1.2.1 Компоновка по схеме O или X
При расчете динамической радиальной грузоподъемности двух одинаковых радиальных или радиально-упорных роликовых однорядных подшипников, смонтированных рядом на одном валу и работающих как единый узел (сдвоенный подшипник), скомпонованный по схеме O или X, данную пару рассматривают как один двухрядный подшипник.
7.1.2.2 Независимо заменяемые подшипники в компоновке по схеме O или X
Положения 7.1.2.1 не применимы, если по каким-либо техническим основаниям компоновка подшипников рассматривается как два подшипника, заменяемые независимо друг от друга.
7.1.2.3 Компоновка по схеме тандем
Динамическая радиальная грузоподъемность двух или более одинаковых радиальных или радиально-упорных роликовых однорядных подшипников, смонтированных рядом на одном валу так, что они работают как единый узел (сдвоенный подшипник или комплект подшипников), скомпонованный по схеме тандем, равна грузоподъемности одного однорядного подшипника, умноженной на число подшипников в степени 7/9. Для равномерного распределения нагрузки между подшипниками их необходимо должным образом изготовить и смонтировать.
7.1.2.4 Независимо заменяемые подшипники в компоновке по схеме тандем
Положения 7.1.2.3 не применимы, если по каким-либо техническим основаниям компоновка подшипников рассматривается как ряд однорядных подшипников, заменяемых независимо друг от друга.
7.2 Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка
7.2.1 Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка отдельных подшипников
|
|
|
|
|
|
Тип подшипника | | | | ||
| | | | |
|
Однорядный, 0° | 1 | 0 | 0,40 | 0,40 | 1,5 |
Двухрядный, 0° | 1 | 0,45 | 0,67 | 0,67 | 1,5 |
7.2.2 Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка комбинаций подшипников
7.2.2.1 Компоновка по схеме O или X радиально-упорных роликовых однорядных подшипников
7.2.2.2 Компоновка по схеме тандем
7.3 Номинальный ресурс
7.3.1 Формула ресурса
Номинальный ресурс радиального и радиально-упорного роликового подшипника вычисляют по формуле ресурса
7.3.2 Ограничения для нагрузки в формуле ресурса
Очень легкие нагрузки могут вызвать разные виды повреждений. Эти виды повреждений не рассматриваются в настоящем стандарте.
8 Упорные и упорно-радиальные роликовые подшипники
8.1 Динамическая осевая грузоподъемность
8.1.1 Динамическая осевая грузоподъемность однорядных подшипников
Упорный и упорно-радиальный роликовый подшипник рассматривают как однорядный подшипник только в том случае, если все ролики, передающие нагрузку в одном направлении, имеют одну и ту же область контакта с дорожкой качения кольца.
|
|
Тип подшипника | |
Роликовый цилиндрический подшипник и роликовый игольчатый подшипник | 1,00 |
Роликовый конический подшипник | 1,10 |
Роликовый сферический подшипник | 1,15 |
|
|
|
|
|
|
 | |  | | ||
| |
|  |  |   |
0,01 | 105,4 | 0,01 | 109,7 | 107,1 | 105,6 |
0,02 | 122,9 | 0,02 | 127,8 | 124,7 | 123 |
0,03 | 134,5 | 0,03 | 139,5 | 136,2 | 134,3 |
0,04 | 143,4 | 0,04 | 148,3 | 144,7 | 142,8 |
0,05 | 150,7 | 0,05 | 155,2 | 151,5 | 149,4 |
0,06 | 156,9 | 0,06 | 160,9 | 157,0 | 154,9 |
0,07 | 162,4 | 0,07 | 165,6 | 161,6 | 159,4 |
0,08 | 167,2 | 0,08 | 169,5 | 165,5 | 163,2 |
0,09 | 171,7 | 0,09 | 172,8 | 168,7 | 166,4 |
0,10 | 175,7 | 0,10 | 175,5 | 171,4 | 169,0 |
0,11 | 179,5 | 0,11 | 177,8 | 173,6 | 171,2 |
0,12 | 183,0 | 0,12 | 179,7 | 175,4 | 173,0 |
0,13 | 186,3 | 0,13 | 181,1 | 176,8 | 174,4 |
0,14 | 189,4 | 0,14 | 182,3 | 177,9 | 175,5 |
0,15 | 192,3 | 0,15 | 183,1 | 178,8 | 176,3 |
0,16 | 195,1 | 0,16 | 183,7 | 179,3 | - |
0,17 | 197,7 | 0,17 | 184,0 | 179,6 | - |
0,18 | 200,3 | 0,18 | 184,1 | 179,7 | - |
0,19 | 202,7 | 0,19 | 184,0 | 179,6 | - |
0,20 | 205,0 | 0,20 | 183,7 | 179,3 | - |
0,21 | 207,2 | 0,21 | 183,2 | - | - |
0,22 | 209,4 | 0,22 | 182,6 | - | - |
0,23 | 211,5 | 0,23 | 181,8 | - | - |
0,24 | 213,5 | 0,24 | 180,9 | - | - |
0,25 | 215,4 | 0,25 | 179,8 | - | - |
0,26 | 217,3 | 0,26 | 178,7 | - | - |
0,27 | 219,1 | - | - | - | - |
0,28 | 220,9 | - | - | - | - |
0,29 | 222,7 | - | - | - | - |
0,30 | 224,3 | - | - | - | - |
Значения для промежуточных значений или определяют линейным интерполированием. Применимы для углов контакта более 45° и менее 60°. Применимы для углов контакта не менее 60° и менее 75°. Применимы для углов контакта не менее 75° и менее 90°. | |||||
8.1.2 Динамическая осевая грузоподъемность подшипников с двумя или более рядами роликов
Динамическую осевую грузоподъемность упорных и упорно-радиальных роликовых подшипников с двумя или более рядами роликов, несущих нагрузку в одном направлении, вычисляют по формуле
Ролики и/или часть общего числа роликов, имеющие одну и ту же область контакта с дорожкой качения кольца, относят к одному ряду.
8.1.3 Динамическая осевая грузоподъемность комбинаций подшипников
8.1.3.1 Компоновка по схеме тандем
Динамическая осевая грузоподъемность двух или более одинаковых упорных или упорно-радиальных роликовых одинарных подшипников, смонтированных рядом на одном валу так, что они работают как единый узел (сдвоенный подшипник или комплект подшипников), скомпонованный по схеме тандем, равна грузоподъемности одного подшипника, умноженной на число подшипников в степени 7/9. Для равномерного распределения нагрузки между подшипниками их необходимо должным образом изготовить и смонтировать.
8.1.3.2 Независимо заменяемые подшипники
Положения 8.1.3.1 не применимы, если по каким-либо техническим основаниям компоновка подшипников рассматривается как ряд подшипников, заменяемых независимо друг от друга.
8.2 Динамическая эквивалентная осевая нагрузка
|
|
|
|
|
|
Тип подшипника | | | | ||
| | | | |
|
Одинарный 90° | - | - | | 1 | 1,5 |
Двойной 90° | 1,5 | 0,67 | | 1 | 1,5 |
Отношение  не применимо для одинарных подшипников. | |||||
8.3 Номинальный ресурс
8.3.1 Формула ресурса
Номинальный ресурс упорного и упорно-радиального роликового подшипника вычисляют по формуле ресурса
8.3.2 Ограничения для нагрузки в формуле ресурса
Очень легкие нагрузки могут вызвать разные виды повреждений. Эти виды повреждений не рассматриваются в настоящем стандарте.
9 Модифицированный ресурс
9.1 Общие положения
В настоящем стандарте применен системный подход для расчета ресурса по усталости. Такой метод рассматривает влияние на ресурс системы, обусловленной изменением и взаимодействием взаимосвязанных факторов, как отнесение всех факторов к возникновению дополнительного напряжения в контакте тел качения и под областью контакта.
9.2 Коэффициент модификации ресурса по вероятности безотказной работы
Таблица 12 - Коэффициент модификации ресурса по вероятности безотказной работы
|
|
|
Вероятность безотказной работы, % | | |
90 |  | 1,00 |
95 |  | 0,64 |
96 |  | 0,55 |
97 |  | 0,47 |
98 |  | 0,37 |
99,0 |  | 0,25 |
99,2 |  | 0,22 |
99,4 |  | 0,19 |
99,6 |  | 0,16 |
99,8 |  | 0,12 |
99,90 |  | 0,093 |
99,92 |  | 0,087 |
99,94 |  | 0,080 |
99,95 |  | 0,077 |
9.3 Системный коэффициент модификации
9.3.1 Общие положения
При нагрузке ниже некоторого определенного значения современный высококачественный подшипник может достигать бесконечного ресурса, если условия смазки, чистота и другие условия эксплуатации являются благоприятными.
Для подшипников качения из обычно используемого материала хорошего качества и при хорошем качестве изготовления предел усталостного напряжения достигается при контактном напряжении, приблизительно равном 1500 МПа. Это значение напряжения учитывает дополнительные напряжения, вызванные допусками на размер и условиями эксплуатации. Снижение точности изготовления и/или качества материала приводит к снижению предела усталостного напряжения.
Однако в большинстве видов практического применения контактные напряжения больше чем 1500 МПа и, к тому же, условия эксплуатации могут быть причиной дополнительных напряжений, что повлечет дальнейшее снижение ресурса подшипника.
Все рабочие параметры можно соотнести с приложенными напряжениями и выносливостью материала, например:
- вмятины являются причиной краевых напряжений;
- недостаточная толщина масляной пленки является причиной увеличения напряжений в зоне контакта между дорожкой качения и телом качения;
- повышенная температура снижает предел усталостного напряжения материала, т.е. его выносливость;
- тугая посадка внутреннего кольца является причиной окружных напряжений.
Теоретическое обоснование учета дополнительных воздействий: рабочего радиального зазора и неравномерности напряжения сжатия на дорожке качения при перекосе подшипника - представлено в ISO/TS 16281 [1].
9.3.2 Предел усталостной нагрузки
График на рисунке 1 можно выразить следующей формулой
- тип, размер и внутреннюю геометрию подшипника;
- профиль тел качения и дорожек качения;
- качество изготовления;
- предел усталостного напряжения материала дорожек качения.
9.3.3 Практические методы оценки коэффициента модификации ресурса
9.3.3.1 Общие положения
- условия смазки (тип смазочного материала, вязкость, частота вращения подшипника, размер подшипника, присадки);
- окружающая среда (уровень загрязнения, уплотнения);
- частицы загрязняющего вещества (твердость и размер частиц по отношению к размеру подшипника, метод смазывания, фильтрация);
- монтаж (соблюдение чистоты во время монтажа, например тщательная промывка узла, фильтрация поставляемого масла).
Влияние зазора и перекоса подшипника на ресурс подшипника представлено в ISO/TS 16281 [1].
9.3.3.2 Коэффициент загрязнения
Снижение ресурса в результате присутствия твердых частиц в масляной пленке зависит от таких факторов, как:
- тип, размер, твердость и количество частиц;
- размер подшипника.
Ориентировочные значения коэффициента загрязнения можно выбрать в таблице 13, в которой приведены типичные уровни загрязнения для хорошо смазанных подшипников. Более точные и подробные справочные значения можно получить, используя графики или формулы в приложении A. Эти величины действительны для смеси из частиц разной твердости и прочности, в которой твердые частицы определяют модифицированный ресурс. Если присутствуют крупные твердые частицы, которые выходят за пределы размеров, предполагаемых классами чистоты по ISO 4406* [7], то ресурс подшипника может оказаться значительно меньше расчетного ресурса.
________________
* Сведения о классах чистоты по ISO 4406 даны в ГОСТ 17216-2001.
|
|
|
Уровень загрязнения | | |
|  мм |  мм |
Сверхвысокий уровень чистоты. Размер частиц соизмерим с толщиной масляной пленки; лабораторные условия | 1 | 1 |
Высокий уровень чистоты. Масло отфильтровано сверхтонким фильтром; типичные условия для подшипников ресурсного смазывания с уплотнениями | от 0,6 до 0,8 | от 0,8 до 0,9 |
Нормальный уровень чистоты. Масло отфильтровано тонким фильтром; типичные условия для подшипников ресурсного смазывания с защитными шайбами | от 0,5 до 0,6 | от 0,6 до 0,8 |
Легкий уровень загрязнения. Присутствие незначительного загрязнения в смазочном материале | от 0,3 от 0,5 | от 0,4 до 0,6 |
Типичное загрязнение. Типичные условия для подшипников без встроенных уплотнений; проточная фильтрация; частички износа и загрязнения из окружающей среды | от 0,1 до 0,3 | от 0,2 до 0,4 |
Сильное загрязнение. Окружающая среда подшипника очень загрязнена и подшипниковый узел не уплотнен надлежащим образом | от 0 до 0,1 | от 0 до 0,1 |
Очень сильное загрязнение | 0 | 0 |
Загрязнение водой или другими жидкостями в данном стандарте не рассматривается.
9.3.3.3 Относительная вязкость
9.3.3.3.1 Расчет относительной вязкости
9.3.3.3.2 Ограничения при расчете коэффициента вязкости
График на рисунке 2 и формулы (28) и (29) также можно приближенно использовать для синтетических масел, например синтетических масел углеводородного типа (SHC), для которых более высокий индекс вязкости (малое изменение вязкости в зависимости от температуры) компенсируется более высоким пьезокоэффициентом вязкости у минеральных масел, и в силу этого создается почти одинаковая масляная пленка при различных рабочих температурах, если масло обоих типов имеет одинаковую вязкость при 40°C.
9.3.3.3.3 Пластичный смазочный материал
График на рисунке 2 и формулы (28) и (29) в равной мере применимы к вязкости базового масла пластичного смазочного материала. При использовании пластичного смазочного материала контакты могут работать в условиях сильного голодания из-за плохой текучести пластичного смазочного материала, ведущей к плохой смазке и возможному снижению ресурса.
9.3.3.3.4 Учет противозадирных присадок
9.3.3.4 Расчет коэффициента модификации ресурса
Кривые на рисунке 3 основаны на следующих формулах:
Кривые на рисунке 4 основаны на следующих формулах:
Кривые на рисунке 5 основаны на следующих формулах:
Кривые на рисунке 6 основаны на следующих формулах:
(Поправка. ИУС N 5-2022).
Приложение А
(справочное)
Подробный метод оценки коэффициента загрязнения
А.1 Общие положения
Коэффициенты загрязнения можно определить либо посредством графиков, либо вычислить по формулам для следующих способов смазывания:
- циркуляционное смазывание маслом, отфильтрованным встроенными фильтрами перед подачей к подшипникам,
- смазывание масляной ванной или циркуляционное смазывание маслом, отфильтрованным автономными фильтрами,
- смазывание пластичным смазочным материалом.
А.2 Обозначения
В настоящем приложении применены обозначения раздела 4, а также указанные ниже.
А.3 Условия для выбора графиков и формул для различных методов смазывания
А.3.1 Циркулирующее масло со встроенными фильтрами
Примечание - Исследования точности измерения чистоты масла посредством отбора проб масел привело к заключению, что определить чистоту масла с какой-либо степенью точности крайне трудно. Даже соблюдая все меры предосторожности, очень трудно не загрязнить пробу масла и, кроме того, существует риск включения выкристаллизовавшихся присадок масла при подсчете частиц. Риск получения неправильных результатов измерения обусловлен тем, что внешнее загрязнение является максимальным при анализе очень чистых масел.
А.3.2 Смазывание в масляной ванне
Для систем смазывания в масляной ванне и смазывания циркулирующим маслом при применении только фильтров вне системы, выбор графиков или формул определяется требуемым уровнем загрязнения, данным как диапазон классов чистоты согласно ISO 4406.
А.3.3 Пластичный смазочный материал
Для пластичного смазочного материала рекомендуемый выбор графиков и формул для различных уровней чистоты указан в таблице А.1, и этот выбор должен базироваться только на этой таблице.
А.3.4 Монтаж подшипника и подача масла
Для достижения прогнозируемых ресурсов подшипника важно, чтобы подшипник работал в предполагаемых условиях с самого запуска и после подачи нового масла к системе смазывания.
Поэтому очень важной процедурой является тщательная промывка узла подшипника после монтажа, и особо высокие требования предъявляются, если подшипники будут работать в условиях повышенной чистоты. Важно также, чтобы новые масла были отфильтрованы перед подачей в масляную систему. Этот фильтр должен быть таким же качественным, но более эффективным, чем фильтры, применяемые для масляной системы.
Ряд кодов по ISO 4406: -/13/10, -/12/10, -/13/11, -/14/11
Ряд кодов по ISO 4406: -/15/12, -/16/12, -/15/13, -/16/13
Ряд кодов по ISO 4406: -/17/14, -/18/14, -/18/15, -/19/15
Ряд кодов по ISO 4406: -/19/16, -/20/17, -/21/18, -/22/18
Ряд кодов по ISO 4406: -/13/10, -/12/10, -/11/9, -/12/9
Ряд кодов по ISO 4406: -/15/12, -/14/12, -/16/12, -/16/13
Ряд кодов по ISO 4406: -/17/14, -/18/14, -/18/15, -/19/15
Ряд кодов по ISO 4406: -/19/16, -/18/16, -/20/17, -/21/17
Ряд кодов по ISO 4406 codes: -/21/18, -/21/19, -/22/19, -/23/19
Таблица А.1 - Выбор графиков и формул для пластичного смазочного материала
|
|
Условия эксплуатации | Уровень загрязнения |
Очень чистый, тщательно промытый узел; очень хорошая герметизация подшипника относительно рабочей среды; повторное смазывание производится непрерывно или через короткие интервалы времени
Закрытые подшипники ресурсного смазывания с эффективной герметизацией относительно рабочей среды | Высокая степень чистоты, рисунок А.10 |
Чистый, промытый узел; хорошая герметизация подшипника относительно рабочей среды; повторное смазывание согласно техническим условиям изготовителя
Закрытые подшипники ресурсного смазывания с надлежащей герметизацией относительно рабочей среды; например подшипники с защитными шайбами | Нормальная чистота, рисунок А.11 |
Чистый узел; умеренная герметизация относительно рабочей среды; повторное смазывание согласно техническим условиям изготовителя | Слабое обычное загрязнение, рисунок А.12 |
Узел в цеховых условиях; подшипник и устройство после монтажа не промыты соответствующим образом; слабая герметизация относительно рабочей среды; интервалы повторного смазывания продолжительнее, чем рекомендовано изготовителем | Сильное загрязнение, рисунок А.13 |
Узел расположен в загрязненной среде; недостаточная герметизация; длительные интервалы повторного смазывания | Очень сильное загрязнение, рисунок А.14 |
Формулы:
Приложение Б
(справочное)
Расчет предела усталостной нагрузки
Б.1 Общие положения
Для применения этой процедуры используют указания и ограничения, приведенные в настоящем стандарте.
Б.2 Обозначения
В настоящем приложении применены обозначения раздела 4, а также приведенные ниже.
|
|
 | - модуль упругости в ньютонах на миллиметр квадратный |
 | - полный эллиптический интеграл второго рода |
| - подстрочный знак для наружного кольца или свободного кольца |
 | - относительная разность кривизны |
| - подстрочный знак для внутреннего кольца или тугого кольца |
 | - полный эллиптический интеграл первого рода |
 | - предел усталостной нагрузки единичного контакта в ньютонах |
 | - радиус желоба дорожки качения в поперечном сечении наружного кольца в миллиметрах |
 | - радиус желоба дорожки качения в поперечном сечении внутреннего кольца в миллиметрах |
 | - отношение большой полуоси эллипса контакта к малой полуоси |
| - вспомогательный параметр,  |
 | - угловое положение тела качения в градусах |
 | - коэффициент Пуассона |
 | - кривизна поверхности контакта в миллиметрах в минус первой степени |
 | - суммарная кривизна в миллиметрах в минус первой степени |
 | - Герцевское контактное напряжение, при котором достигается предел усталостного напряжения материала дорожки качения в ньютонах на миллиметр квадратный. |
Б.3.1 Общие положения
________________
Б.3.2.1 Предел усталостной нагрузки единичного контакта
Б.3.2.1.1 Общие положения
Пределом усталостной нагрузки единичного контакта является нагрузка, при которой напряжение материала дорожки качения достигает предела усталостного напряжения этого материала. Для точечного контакта эту нагрузку можно рассчитать аналитически, в то время как для профилированного линейного контакта требуется более сложный численный анализ.
Б.3.2.1.2 Шариковые подшипники
При расчете предела усталостной нагрузки следует применять фактический радиус кривизны шарика и дорожек качения.
Предел усталостной нагрузки в единичном контакте дорожки качения внутреннего кольца [тугого кольца] и единичном контакте дорожки качения наружного кольца [свободного кольца] вычисляют по формуле
Отношение большой полуоси к малой полуоси эллипса контакта определяют из уравнения
Полный эллиптический интеграл первого рода в уравнении (Б.2)
а полный эллиптический интеграл второго рода
Суммарная кривизна контактов дорожки качения внутреннего кольца [тугого кольца] в уравнении (Б.1)
и суммарная кривизна контактов наружного кольца [свободного кольца]
Относительная разность кривизны контактов дорожки качения внутреннего кольца [тугого кольца]
и относительная разность кривизны контактов дорожки качения наружного кольца [свободного кольца]
Для контакта дорожки качения наружного кольца самоустанавливающихся шариковых подшипников допускается предел усталостной нагрузки на 60% выше, чем соответствующее значение для радиальных шариковых подшипников. По аналогии со статической грузоподъемностью по ГОСТ 18854, наибольшее контактное напряжение может быть принято в контакте дорожки качения наружного кольца.
Б.3.2.1.3 Роликовые подшипники
При расчете контактного напряжения в профильном линейном контакте требуется более сложный численный анализ. Приемлемые методы расчета описаны в [8], [9] и [10]. Для линейного контакта цилиндрических тел в [11] уравнения Герца не применимы.
Б.3.2.2 Предел усталостной нагрузки подшипника в сборе
Б.3.2.2.1 Общие положения
Б.3.2.2.2 Радиальные и радиально-упорные шариковые подшипники
Б.3.2.2.3 Упорные и упорно-радиальные шариковые подшипники
Б.3.2.2.4 Радиальные и радиально-упорные роликовые подшипники
Б.3.2.2.5 Упорные и упорно-радиальные роликовые подшипники
Б.3.3.1 Общие положения
Примечание - Результаты упрощенной оценки могут значительно отличаться от результатов усовершенствованного метода, приведенного в Б.3.2. Предпочтительными являются результаты усовершенствованного метода.
Б.3.3.2 Шариковые подшипники
________________
* Формула Б.19. (Поправка. (ИУС 8-2020).
Б.3.3.3 Роликовые подшипники
Приложение В
(справочное)
Резкое изменение при расчете динамической грузоподъемности
B.1 Общие положения
B.2 Обозначения
В настоящем приложении применены обозначения раздела 4, а также приведенные ниже.
B.3 Отличие параметров при расчете грузоподъемности и эквивалентной нагрузки радиально-упорных и упорно-радиальных шариковых подшипников
а) Для упорно-радиальных шариковых подшипников
б) Для радиально-упорных шариковых подшипников
В.4.1 Общие положения
Перерасчет можно выполнить, применяя формулы (В.З), (В.4), (В.7) и (В.8) для двух различных развалов - развалов радиально-упорного и упорно-радиального подшипников - как это определено в 5.1 и 6.1.1.
Сравнение грузоподъемностей главным образом представляет интерес для подшипников, предназначенных для работы с преобладанием осевых нагрузок, и поэтому данное приложение касается сравнения динамических осевых грузоподъемностей.
В.4.2 Шариковые подшипники с развалами радиально-упорного подшипника
В.4.3 Шариковые подшипники с развалами упорно-радиального подшипника
В.5 Примеры
Как радиально-упорный подшипник
Вычисление по формуле (В.3)
Как упорно-радиальный подшипник
Вычисление по формуле (В.4)
Вычисление по формуле (1)
Примечание - Эта грузоподъемность базируется на значении развалов радиально-упорного подшипника.
Вычисление по формуле (В.7)
Вычисление по формуле (6)
Примечание - Эта грузоподъемность базируется на значении развала упорно-радиального подшипника.
По формуле (В.8),
Приложение Г
(справочное)
Замена ссылок на международные стандарты
Г.1 Международные стандарты, ссылки на которые заменены ссылками на межгосударственные стандарты, и соответствующие межгосударственные стандарты приведены в таблице Г.1.
Таблица Г.1
|
|
Структурный элемент | Модификация |
Раздел 2 Нормативные ссылки
Пункт 5.2.1, таблица
Пункт 9.3.3 | Ссылка на ISO 76 "Подшипники качения. Статическая грузоподъемность" заменена ссылкой на ГОСТ 18854-2013  "Подшипники качения. Статическая грузоподъемность" |
Раздел 2 Нормативные ссылки
Раздел 3 Термины и определения | Ссылка на ISO 5593 "Подшипники качения. Словарь" заменена ссылкой на ГОСТ 24955-81  "Подшипники качения. Термины и определения" |
Степень соответствия - MOD. Степень соответствия - NEQ. | |
Приложение Д
(справочное)
Сравнение структуры международного стандарта со структурой межгосударственного стандарта
Д.1 Сравнение структуры международного стандарта со структурой межгосударственного стандарта дано в таблице Д.1.
Таблица Д.1
|
|
|
|
|
|
Структура международного стандарта | Структура межгосударственного стандарта | ||||
Раздел 5 | Раздел 5 | ||||
Подраздел | Пункт | Подпункт | Подраздел | Пункт | Подпункт |
5.2 | 5.2.2 | - | 5.2 | 5.2.2 | 5.2.2.1 |
5.2 | 5.2.2 | 5.2.2.1 | 5.2 | 5.2.2 | 5.2.2.2 |
5.2 | 5.2.2 | 5.2.2.2 | 5.2 | 5.2.2 | 5.2.2.3 |
Приложение | А | Приложение | А | ||
| В |
| Б | ||
| С |
| В | ||
| - |
| Г | ||
| - |
| Д | ||
Примечания
1 Сравнение структур стандартов приведено только для пункта 5.2.2 и приложений, так как остальные разделы стандартов и их структурные элементы (за исключением предисловия) имеют идентичную структуру.
2 Изменение структуры пункта 5.2.2 связано с добавлением в начале данного пункта нового подпункта, содержащего дополнительные требования, и изменением нумерации последующих подпунктов.
3 Изменение структуры приложений связано с требованиями к модифицированному стандарту обозначать приложения прописными буквами русского алфавита и добавлением двух приложений.
| |||||
Библиография
|
|
|
|
[1] | Технические условия ИСО 16281:2008 (ISO/TS 16281:2008) |
| Подшипники качения. Методы расчета базового модифицированного номинального ресурса универсально нагруженных подшипников (Rolling bearings - Methods for calculating the modified reference rating life for universally loaded bearings) |
[2] | Технический отчет ИСО 1281-2:2008 (ISO/TR 1281:2008) |
| Подшипники качения. Пояснительная записка к ИСО 281. Час 2: Расчет модифицированного ресурса, основанного на системном подходе к напряжению усталости (Rolling bearings - Explanatory notes on ISO 281 - Part 2: Modified rating life calculation, based on a systems approach of fatigue stresses) |
[3] | Иоаннидес, E., Берглинг, Г., Габелли, А. Аналитическое представление ресурса подшипников качения (loannides, Е., Bergling, G., Gabelli, A. An analytical formulation for the life of rolling bearings, Acta Polytechnica Scandinavica, Mechanical Engineering Series No. 137, The Finnish Academy of Technology, 1999) | ||
[4] | Харрис, Т. А. Исследование подшипников качения (Harris, Т.A. Rolling bearings analysis, 4  Edition, John Wilsey & Sons Inc., 2001) | ||
[5] |
| Гидропривод объемный. Калибровка автоматических счетчиков частиц в жидкости | |
[6] | ГОСТ P ИСО 16889-2011 |
| Гидропривод объемный. Фильтры. Метод многократного пропускания жидкости через фильтроэлемент для определения характеристик фильтрования |
[7] | Международный стандарт ИСО 4406:1999 (ISO 4406:1999) |
| Гидравлический привод. Жидкости. Метод кодирования уровня загрязненности твердыми частицами (Hydraulic fluid power - Fluids - Methods for coding the level of contamination by solid particles) |
[8] | Рейснер, X. Напряжения сжатия и поверхностные деформации в контакте качения тел вращения (Reusner, Н.  und  im  von  , Diss. TH Karlsruhe, 1977) | ||
[9] | Де Муль, Дж. M., Калкер, Дж.Дж., Фредрикссон, Б. Контакт между телами вращения конечных размеров с произвольными образующими (De Mul, J.M., Kalker, J.J., Frediksson, В. The Contact between Arbitrarily Curved Bodies of Finite Dimensions, Transactions of the ASME, Journal of Tribology, 108, Jan. 1986, pp.140-148) | ||
[10] | Хартнетт, M. Дж. Общее численное решение контактных задач для упругих тел (Hartnett, M.J. A General numerical solution for elastic body contact problems, ASME, Applied Mechanics Division, 39, 1980, pp.51-66) | ||
[11] | Герц, Г. О контакте твердых упругих тел и твердости (Hertz, Н.  die  fester elastischer  und  die  , Verhandlungen des Vereins zur  des  , 1882, pp.449-463) | ||
|
|
|
|
УДК
| МКС 21.100.20 | Группа Г16 | ОКП 46 000
|
Ключевые слова: подшипник качения, динамическая грузоподъемность, эквивалентная нагрузка, методы расчета | |||
(Поправка. ИУС N 8-2020).