ГРУЗОПОДЪЁМНОСТЬ

Важность значений номинальной грузоподъёмности

Сравнивая подшипники разных производителей, инженеры зачастую считают номинальную грузоподъёмность ключевым параметром рабочих характеристик [1]. Динамическая грузоподъёмность также важна для расчёта номинального ресурса подшипника. Более доступно это можно объяснить с помощью формулы номинального ресурса.

Расчёт по стандарту ISO

Согласно ISO 281, номинальный ресурс радиального роликоподшипника рассчитывается следующим образом:

где
L₁₀ = номинальный ресурс (при надёжности 90 %)
C_r = номинальная динамическая грузоподъёмность
P_r = эквивалентная динамичес­кая грузоподъёмность.

Согласно этому же стандарту, номинальная динамическая радиальная грузоподъёмность радиального роликоподшипника рассчитывается следующим образом:

где
C_r = номинальная динамическая грузоподъёмность
b_m = номинальный коэффициент типа подшипника (значение 1,1 для конических роликоподшипников)
f_c = коэффициент материала/геометрии/размера
i = количество рядов
L_we = эффективная длина ролика
= угол контакта
Z = количество роликов в ряду
D_we = средний диаметр ролика.

Важность fc как коэффициента рабочих характеристик весьма очевидна. Например, при коэффициенте рабочих характеристик 1,23 номинальный ресурс L₁₀ удваивается.

Расчёты по стандартам США

Иногда, особенно на североамериканском рынке, применяется номинальная грузоподъёмность C₉₀. Она основана на номинальном ресурсе 90×10⁶ оборотов:

где
C₉₀ = номинальная динамичес­кая грузоподъёмность при 90×106 оборотах
M = коэффициент материала, определяемый производителем подшипников
H = геометрический коэффициент, определяемый производителем подшипников
i = количество рядов
l_eff = эффективная длина контакта
= угол контакта
Z = количество роликов в ряду
D_wo = средний диаметр ролика.

Динамическая радиальная номинальная грузоподъёмность C₁ для номинального ресурса 1×10⁶ оборотов:

Сравнение значений номинальной грузоподъёмности

Исходя из вышеизложенного, очевидно, что номинальную грузоподъёмность C_r по ISO нельзя напрямую сравнить с номинальной грузоподъёмностью C₁ по стандартам США. Значения C₁ преобразуются из номинальной грузоподъёмности C₉₀ и, несмотря на схожесть основной структуры, в формулах для C_r и C₉₀ используются разные коэффициенты и показатели степени [6]. Это приводит к различному весовому коэффициенту отдельных геометрических параметров.

Сравнительные испытания

Были проведены масштабные сравнительные испытания различных конических роликоподшипников. Ниже приводятся комментарии к испытанным подшипникам типа 32011 X.

Сравнительные испытания проводились в чистых и загрязнённых рабочих условиях. Испытания в чистых условиях подразумевают использование подшипников и масла в новом заводском состоянии. Для испытаний в загрязнённых условиях в масло были добавлены частицы загрязняющих веществ, после чего подшипник прошёл приработку в таких условиях. После приработки загрязнённое масло было слито, и подшипники работали с чистым маслом до выхода из строя. Условия испытаний показаны в таблице 1.

На рис. 1 показано сравнение каталожной номинальной грузоподъёмности подшипника SKF и подшипников двух других производителей. Эталонное значение 100 относится к SKF. По сравнению с SKF, два других производителя подшипников указали номинальную грузоподъёмность на 17 % и 19 % выше, чем SKF.

Результаты испытаний

На рис. 2 показаны результаты сравнительных испытаний в чистых условиях эксплуатации.

На рис. 3 показаны результаты сравнительных испытаний в загрязнённых условиях эксплуатации.

Результат: несмотря на меньшие значения грузоподъёмности, конические роликоподшипники SKF проявили себя гораздо лучше конкурентов при испытаниях в чистых и загрязнённых условиях.

Испытания зависимости роста температуры от частоты вращения

В дополнение к сравнительным испытаниям на срок службы, для подшипников 32011 X также выполнялись испытания зависимости роста температуры от частоты вращения. Перед началом вращения к подшипникам была приложена чистая осевая нагрузка 2,3 кН. Затем подшипники работали с частотой вращения от 2000 до 9000 об/мин с шагом 1000 об/мин (рис. 4).

Результаты испытаний

• Подшипники SKF работают с самыми низкими температурами на всех частотах вращения. Разница температур увеличилась по мере повышения частоты вращения. На максимальной частоте вращения средняя температура подшипников SKF была на 11,5 °С ниже средней температуры подшипника ближайшего конкурента (CC 2).
• На частотах от 4000 об/мин подшипники других производителей работали при более высоких средних температурах по сравнению с подшипниками SKF.

КОНИЧЕСКИЕ РОЛИКОПОДШИПНИКИ SKF – НОВЫЙ ОБЪЕДИНЁННЫЙ АССОРТИМЕНТ И SKF EXPLORER

Для более наглядной демонстрации реальных характеристик конических роликоподшипников SKF был выпущен каталог с новым объединённым ассортиментом.

Основные предпосылки:

• широкий ассортимент SKF Explorer (рис. 5); все малогабаритные и почти все среднегабаритные подшипники выпускаются в исполнении класса SKF Explorer, их ассортимент постоянно расширяется
• крупногабаритные подшипники пока имеют базовую конструкцию SKF
• расширяется ассортимент дюймовых подшипников
• специализированные отраслевые изделия и изделия по индивидуальным требованиям (например, подшипники класса точности CL7C) остаются доступными, но не входят в стандартный ассортимент.