Предельная частота вращения подшипника.
Допускаемая частота вращения в технических параметрах подшипника обычно приводится для двух видов смазки: пластичной и жидкой масляной.
Однако надо обязательно учитывать нагрузку при желании достичь максимальной частоты вращения подшипника.
Основным, ограничивающим скорость фактором, является температура, которая зависит от трения в подшипнике и возможности теплоотвода. При работе на частоте вращения, соответствующей предельным значениям, предполагается:
— что рабочий радиальный зазор достаточен для компенсации разности линейного расширения наружного и внутреннего колец из-за их разных температур;
— в узле применяются жесткие валы и корпусы:
— смазочный материал подобран надлежащим образом.
Величина допускаемой максимальной нагрузки определяется исходя из регламентированной долговечности по действующему стандарту с учетом приведенных там коэффициентов по ограничению скорости.
При высоких скоростях вращения и больших ускорениях возникает опасность проскальзывания колец относительно тел вращения. Поэтому для радиальных подшипников минимальная величина радиальной нагрузки составляет 0,02С (где C – базовая динамическая грузоподъемность, Н).
Изменением режима нагрузки подшипника и условий смазки можно в отдельных случаях несколько превысить указанную предельную частоту вращения. При этом дозировка правильно подобранного смазочного материала должна быть строго регламентированной и должен обеспечиваться отвод выделяющегося от трения тепла.
На предельную скорость вращения очень сильно влияет точность изготовления подшипников ( класс точности подшипника).
Класс точности влияет на потери на трение при вращении: чем точнее изготовлен подшипник, тем меньше трение тел качения, сепаратора и обоймы, а значит меньше тепловыделение и выше скорость вращения.
Предельная частота вращения подшипников, приведенная в справочниках, соответствует классу точности 0.
Класс точности 5 позволяет повысить скорость шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников, а также радиальных роликоподшипников с короткими цилиндрическими роликами в 1,5 раза, класс 4 — в 2 раза.
Для радиально-упорных подшипников с коническими роликами, а также упорных шарикоподшипников с коническими роликами, а также упорных шарикоподшипников класс точности 5 позволяет повысить скорость в 1,1 раза, а класс точности 4 — в 1,2 раза.
Смазочный материал высокоскоростных подшипников должен обладать пониженной вязкостью и хорошими антикоррозионными свойствами. Способы подвода смазки к подшипнику 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.
Тип подшипника определяет кинематику и потери на трение. Наиболее быстроходными являются прецизионные (с повышенным классом точности) радиальные и радиально-упорные шарикоподшипники легких и сверхлегких серий. Подшипники тяжелых серий менее быстроходны.
При повышенных частотах используют подшипники высокой точности с массивными, механически обработанными, в основном латунными, бронзовыми или текстолитовыми сепараторами .
Штампованные стальные и латунные сепараторы | Механически обработанные (кованные) латунные сепараторы | Литые (полимерные) сепараторы | Механически обработанные сепараторы из текстолита. | |
Предельная скорость вращения | Не влияют на скорость вращения подшипников | Позволяют увеличить предельные скорости вращения подшипников | Не влияют на скорость вращения подшипников | Применение сепараторов центрируемых по обойме подшипников позволяет увеличить предельные скорости вращения подшипников |
Для высокоскоростных узлов ведущие мировые подшипниковые фирмы уже производят подшипники с телами качения из керамических материалов, которые вследствие малой плотности и высокой прочности, устойчивости к повышенным температурам, износостойкости и коррозионной стойкости являются весьма перспективными. В подшипниках с шариками из керамики на основе нитрида кремния Si3N4 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.
В таблицах технических характеристик приводят значения предельных частот вращения для подшипников класса точности 0 с обычными для данных типов конструкциями со стальными штампованными сепараторами.
В случае спаренных подшипников (так называемые дуплексные подшипники) — предельная частота вращения должна быть уменьшена примерно до 80 % от величины, приведённой для одиночного подшипника.
Существенное превышение указанной предельной частоты вращения возможно путем:
— улучшения условий смазывания.
Необходимо убедиться в приемлемости интервала повторного смазывания, особенно для подшипников, смазываемых пластичной смазкой.
Необходимо убедиться, что используемый смазочный материал и метод смазывания подходят для применения при повышенных рабочих температурах и совместимы с сепаратором.
— улучшения условий отвода тепла от подшипника. Компенсация увеличения температуры подшипника за счёт дополнительного охлаждения.
— компенсация уменьшения зазора подшипника вследствие повышения его температуры.
— корректировка допусков посадки в корпусе для того, чтобы увеличение температуры подшипника не оказывало негативного влияния на возможность осевого смещения наружных колец плавающих подшипников.
— корректировка класса точности подшипника, а также геометрических допусков посадочного места на валу и в корпусе во избежание повышенной вибрации.
Нужно учитывать, что чем выше требования к подшипнику, тем выше требования к его изготовлению и тем выше его себестоимость производства.
Источник
Допустимое число оборотов шариковых радиальных подшипников
Таблица 1. Допустимое число оборотов шариковых радиальных подшипников (подшипники типа 60, 62, 63 с уплотнениями 2RS, 2S). У подшипников с уплотнениями 2Z число оборотов выше.
Диаметр вала, d, мм | Число оборотов, об/мин | ||
тип 60 | тип 62 | тип 63 | |
17 | 13 000 | 12 000 | 11 000 |
20 | 11 000 | 10 000 | 9 500 |
25 | 9 500 | 8 500 | 7 500 |
30 | 8 000 | 7 500 | 6 300 |
35 | 7 000 | 6 300 | 6 000 |
40 | 6 300 | 5 600 | 5 000 |
45 | 5 600 | 5 000 | 4 500 |
50 | 5 000 | 4 800 | 4 300 |
55 | 4 500 | 4 300 | 3 800 |
60 | 4 300 | 4 000 | 3 400 |
65 | 4 000 | 3 600 | 3 200 |
70 | 3 600 | 3 400 | 3 000 |
75 | 3 400 | 3 200 | 2 800 |
80 | 3 200 | 3 000 | 2 600 |
85 | 3 000 | 2 800 | 2 400 |
90 | 2 800 | 2 600 | 2 400 |
100 | 2 600 | 2 400 | 2 200 |
Таблица 2. Допустимое число оборотов корпусных самоустанавливающихся подшипников FKL (об/мин)*
Тип подшипника | ||||||||
Диаметр вала d, мм | Допуск вала | |||||||
m7, k7 | h6 | h7 | h8 | h9 | h11 | |||
12 | 12000 | 9500 | 6000 | 4300 | 1500 | 950 | — | 14000 |
15 | 12000 | 9500 | 6000 | 4300 | 1500 | 950 | — | 13000 |
17 | 12000 | 9500 | 6000 | 4300 | 1500 | 950 | — | 12000 |
20 | 10000 | 8500 | 5300 | 3800 | 1300 | 850 | 7000 | 10000 |
25 | 9000 | 7000 | 4500 | 3200 | 1000 | 700 | 6300 | 8500 |
30 | 7500 | 6300 | 4000 | 2800 | 900 | 630 | 5300 | 7500 |
35 | 6300 | 5300 | 3400 | 2200 | 750 | 530 | 4800 | 6300 |
40 | 5600 | 4800 | 3000 | 1900 | 670 | 480 | 4300 | 5600 |
45 | 5300 | 4300 | 2600 | 1700 | 600 | 430 | 4000 | 5000 |
50 | 4800 | 4000 | 2400 | 1600 | 560 | 400 | 3600 | 4800 |
55 | 4300 | 3600 | 2000 | 1400 | 500 | 360 | 3400 | — |
60 | 4000 | 3400 | 1900 | 1300 | 480 | 340 | 3000 | — |
65 | 3600 | 3000 | 1700 | 1100 | 430 | 300 | 2600 | — |
70 | 3300 | 2800 | 1600 | 1000 | 400 | 280 | 2400 | — |
80 | 2800 | 2400 | 1400 | 900 | 360 | 240 | 2200 | — |
90 | 2400 | 2000 | 1200 | 800 | 320 | 200 | — | — |
100 | 2200 | 1900 | 1100 | 750 | 300 | 190 | — | — |
120 | 1900 | 1700 | 900 | 600 | 250 | 160 | — | — |
* Данные, приведённые в таблице 2, для подшипников с уплотнениями 2S и 2F. Для подшипников с тройным уплотнением 2T, применяемых в сельскохозяйственных машинах, допустимое число оборотов не превышает 500 об/мин.
Дополнительную информацию по подшипникам данного типа можно узнать
Источник