Нагрузка подшипников

В каждом механизме, машине, транспортном средстве, промышленном оборудовании есть вращающиеся, качающиеся, прямолинейно перемещающиеся валы и детали. Чтобы сделать своеобразную «развязку» между подвижными деталями и неподвижным корпусом механизма, обеспечивая при этом стабильное положение подвижных деталей относительно друг друга и корпуса, концы валов (шейки) устанавливают в отверстия специальных опор — подшипников. Сами подшипники перед этим размещают в посадочные отверстия корпуса.

В процессе взаимодействия деталей механизмов при передаче крутящего момента от входного вала к выходному одни детали (ведущие) оказывают силовые воздействия на другие, которые передаются на соответствующие подшипники. В зависимости от конструкции контактируемых деталей и передаваемых крутящих моментов силовые воздействия могут быть радиальными, осевыми или смешанными относительно оси вращения валов.

Ознакомимся с видами нагрузок подшипников более подробно.

Радиальные нагрузки подшипников

Радиальные нагрузки на подшипник - это силовые воздействия на подшипник, направленные перпендикулярно его оси.

Возникают от:

• силы натяжения ремня шкива или цепи звездочки;
• воздействия кулачковых механизмов;
• контактных сил шестерен и зубчатых колес прямозубых и сдвоенных навстречу друг другу кососузубых (шевронных) передач;
• воздействия шатуна коленчатого вала;
• веса вращающегося ротора гироскопа или двигателя, барабана или емкости и т. д..

Радиальные нагрузки компенсируется радиальными подшипниками.

Осевые нагрузки подшипников

Осевые нагрузки — силы, действующие вдоль оси вала.

Вызываются осевым воздействием:

• червяка червячной пары;
• резца в алмазно-расточной шпиндельной головке;
• сверла, установленного в шпиндель сверлильного станка;
• веса поднимаемого груза подъемного устройства.

Осевая нагрузка компенсируется упорными и радиально-упорными подшипниками.

Комбинированные (смешанные) нагрузки подшипников

Комбинированные силы, это силы, действующие под каким то углом (не 0 или 90 град.) ко оси подшипника.

Появляются в подшипниках:

• собранных с предварительным натягом;
• установленных на валах червяков червячных пар;
• смонтированных на валах с коническими или косозубыми зубчатыми колесами;
• осей автотранспорта и многих др. случаях.

Радиально-упорные подшипники рассчитаны на воздействие комбинированных радиальных и осевых нагрузок.

Алгоритм расчета величин нагрузок на подшипники

Числовые значения и направления радиальных, комбинированных и осевых нагрузок на вал с подшипниками определяются расчетным методом исходя из:

• мощности (крутящего момента) на входном валу механизма;
• крутящего момента или тягового усилия на выходе механизма;
• числа промежуточных передаточных звеньев, их передаточных чисел и конструктивного исполнения.

Далее, рассматривая вал с подшипниками как балку на опорах с конкретными приложенными усилиями и местами их приложения при условии равновесия всех сил, рассчитываются значения нагрузок в самих подшипниках.

Полный текст расчета в документе от компании Тимкен

Расчетные числовые значения нагрузок на подшипники в дальнейшем используются для определения допустимых статической и динамической нагрузок и проверяют работоспособность подшипников в данных условиях. Работоспособность и долговечность подшипников определяется с помощью ГОСТ 18855 (ИСО 281). Рассчитывается они по ГОСТ 18855 или ГОСТ 18854 (ИСО 76).