Подшипники качения. Статическая грузоподъемность
ГОСТ 18854-94 (ИСО 76-87)
Группа Г02
МКС 21.100.20 ОКП 46 0000
Дата введения 1997-01-01
1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 6 от 21 октября 1994 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование государства
| Наименование национального органа по стандартизации
| Азербайджанская Республика
| Азгосстандарт
| Республика Армения
| Армгосстандарт
| Республика Белоруссия
| Белстандарт
| Республика Грузия
| Грузстандарт
| Республика Казахстан
| Госстандарт Республики Казахстан
| Киргизская Республика
| Киргизстандарт
| Республика Молдова
| Молдовастандарт
| Российская Федерация
| Госстандарт России
| Республика Узбекистан
| Узгосстандарт
| Украина
| Госстандарт Украины
|
Настоящий стандарт представляет собой полный аутентичный текст ИСО 76-87* "Подшипники качения. Статическая грузоподъемность" и содержит дополнительные требования, отражающие потребности экономики страны ________________ * Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить перейдя по ссылке на сайт http://shop.cntd.ru. - Примечание изготовителя базы данных.
3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 14 февраля 1996 г. N 63 межгосударственный стандарт ГОСТ 18854-94 (ИСО 76-87) введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1997 г.
4 ВЗАМЕН ГОСТ 18854-82
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Декабрь 2007 г.
Под влиянием умеренных статических нагрузок на телах и дорожках качения подшипников появляются остаточные деформации, постепенно возрастающие с увеличением нагрузки.
Установить, в какой мере деформации, появившиеся в процессе эксплуатации подшипника, соответствуют деформациям в подшипниках при испытаниях в лабораторных условиях весьма затруднительно и экономически нецелесообразно. Поэтому необходимы методы, обосновывающие правильность выбора подшипников соответствующим условиям работы.
Опыт показывает, что общая остаточная деформация, равная 0,0001 диаметра тела качения в наиболее тяжелонагруженной зоне контакта тела качения и дорожки качения, допускается в большинстве случаев применения подшипников без последующего ухудшения их работы.
Эта деформация возникает при приложении эквивалентной статической нагрузки, равной расчетной статической грузоподъемности подшипника.
Испытания, проведенные в разных странах, показывают, что нагрузке, равной статической грузоподъемности подшипника, соответствуют расчетные значения контактных напряжений, в наиболее тяжело нагруженной зоне контакта тела качения и дорожки качения подшипника, равные:
4600 МПа - для радиальных шариковых самоустанавливающихся подшипников;
4200 МПа - для всех других типов радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников;
4000 МПа - для всех типов радиальных и радиально-упорных роликовых подшипников.
Формулы и коэффициенты для расчета базовой статической расчетной грузоподъемности основаны на значениях контактных напряжений.
Допустимая эквивалентная статическая нагрузка может быть меньше, равна или больше базовой статической грузоподъемности.
Она зависит от требований к плавности хода и к моменту трения так же, как и от действительной геометрии поверхностей контакта.
При отсутствии предварительных испытаний подшипников потребители должны консультироваться с изготовителями подшипников.
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Настоящий стандарт устанавливает методы расчета базовой статической грузоподъемности и статической эквивалентной нагрузки для подшипников качения в диапазоне размеров, приведенных в соответствующих стандартах.
При этом подразумевается, что подшипники изготовлены из высококачественной закаленной стали в условиях хорошо налаженного производства, имеют обычную конструкцию и формы контактных поверхностей.
Применение настоящего стандарта нецелесообразно для подшипников, работающих в условиях выхода площадки контакта на бортики колец или конструктивного уменьшения площадок контакта между телами качения и дорожками качения колец.
Это положение распространяется также на подшипники с отклонениями от обычного распределения нагрузки, например, при относительном смещении колец, при наличии предварительного натяга или чрезмерного зазора. При наличии перечисленных условий потребитель должен проконсультироваться у изготовителя подшипников в отношении рекомендаций по оценке статической эквивалентной нагрузки. Стандарт не распространяется на конструкции подшипников, в которых тела качения работают непосредственно по поверхности вала или корпуса, если эта поверхность не является эквивалентной во всех отношениях поверхностям подшипника с наружным или внутренним кольцами. При расчете двухрядные подшипники и двойные упорные подшипники рассматриваются симметричными.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ В настоящем стандарте использована ссылка на следующий стандарт: ИСО 5593-84 Подшипники качения. Терминологический словарь
3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 Статическая нагрузка: нагрузка, действующая на подшипник, кольца которого не вращаются относительно друг друга.
3.2 Базовая статическая радиальная грузоподъемность - статическая радиальная нагрузка, которая соответствует расчетным контактным напряжениям в центре наиболее тяжело нагруженной зоны контакта, тела качения и дорожки качения подшипника, равным:
4600 МПа - для радиальных шариковых самоустанавливающихся подшипников;
4200 МПа - для всех других типов радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников;
4000 МПа - для всех радиальных и радиально-упорных роликовых подшипников.
Для однорядных радиально-упорных подшипников радиальная грузоподъемность соответствует радиальной составляющей нагрузки, вызывающей чисто радиальное смещение подшипниковых колец относительно друг друга.
Примечание - Возникающая при этих контактных напряжениях общая остаточная деформация тела качения и дорожки качения приблизительно равна 0,0001 диаметра тела качения.
3.3 Базовая статическая осевая грузоподъемность - статическая центральная осевая нагрузка, которая соответствует расчетным контактным напряжениям в центре наиболее тяжело нагруженной зоны контакта тела качения и дорожки качения подшипника, равным:
4200 МПа - для упорных и упорно-радиальных шариковых подшипников;
4000 МПа - для всех упорных и упорно-радиальных роликовых подшипников.
Примечание - Возникающая при этих контактных напряжениях общая остаточная деформация тела качения и дорожки качения приблизительно равна 0,0001 диаметра тела качения.
3.4 Статическая эквивалентная радиальная нагрузка - статическая радиальная нагрузка, которая должна вызвать такие же контактные напряжения в наиболее тяжело нагруженной зоне контакта тела качения и дорожки качения подшипника, как и в условиях действительного нагружения.
3.5 Статическая эквивалентная осевая нагрузка - статическая центральная осевая нагрузка, которая должна вызвать такие же контактные напряжения в наиболее тяжело нагруженной зоне контакта тела качения и дорожки качения подшипника, как и в условиях действительного нагружения.
3.6 Диаметр ролика (для расчета грузоподъемности) - диаметр ролика в среднем сечении.
Примечание - Для конического ролика диаметр для расчета грузоподъемности равен среднему значению диаметров в теоретических точках пересечения поверхности качения с большим и малым торцами ролика. Для асимметричного бочкообразного ролика диаметр для расчета грузоподъемности равен диаметру в точке контакта бочкообразного ролика с дорожкой качения кольца подшипника без бортика при нулевой нагрузке.
3.7 Длина ролика (для расчета грузоподъемности) - наибольшая теоретическая длина контакта ролика и той дорожки качения, где контакт является самым коротким.
Примечание - За длину контакта принимают расстояние между теоретическими точками пересечения поверхности качения и торцами ролика, за вычетом фасок ролика, или ширину дорожки качения, за вычетом галтелей (проточек). При этом выбирают меньшее значение.
3.8 Номинальный угол контакта - угол между радиальным направлением и прямой линией, проходящей через точки контакта тел качения колец в осевом сечении подшипника; для дорожки качения с прямолинейной образующей - угол между радиальным направлением и линией, перпендикулярной к образующей дорожке качения наружного кольца.
3.9 Диаметр окружности центров тел качения .
3.9.1 Диаметр окружности центров набора шариков - диаметр окружности, проходящей через центры шариков в одном ряду подшипника.
3.9.2 Диаметр окружности центров набора роликов - диаметр окружности, проходящей через оси роликов в среднем сечении роликов в одном ряду подшипника.
4 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ | - базовая статическая радиальная грузоподъемность, Н;
| | - базовая статическая осевая грузоподъемность, Н;
| | - диаметр окружности центров набора шариков или роликов, мм;
| | - диаметр шарика, мм;
| | - диаметр ролика для расчета грузоподъемности, мм;
| | - длина ролика для расчета грузоподъемности, мм;
| | - радиальная нагрузка на подшипник или радиальная составляющая нагрузки, действующая на подшипник, Н;
|
| - осевая нагрузка на подшипник или осевая составляющая нагрузки, действующей на подшипник, Н;
| | - статическая эквивалентная радиальная нагрузка, Н;
| | - статическая эквивалентная осевая нагрузка, Н;
| | - коэффициент статической радиальной нагрузки;
| | - коэффициент статической осевой нагрузки;
| | - число шариков или роликов в однорядном подшипнике; число тел качения в одном ряду многорядного подшипника при одинаковом числе их в каждом ряду;
| | - коэффициент, зависящий от геометрии деталей подшипника и от применяемых уровней напряжения;
| | - число рядов тел качения в подшипнике;
| | - номинальный угол контакта подшипника, ...°.
|
5 ПОДШИПНИКИ РАДИАЛЬНЫЕ И РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЕ ШАРИКОВЫЕ5.1 Базовая статическая радиальная грузоподъемность
Базовую статическую радиальную грузоподъемность для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников рассчитывают по формуле
. (1)
Значения коэффициента для шариковых подшипников приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Значение коэффициента для шариковых подшипников
| для шариковых подшипников
| | радиальных и радиально-упорных
| самоустанавливающихся
| упорных и упорно-радиальных
| 0,00
| 14,7
| 1,9
| 61,6
| 0,01
| 14,9
| 2,0
| 60,8
| 0,02
| 15,1
| 2,0
| 59,9
| 0,03
| 15,3
| 2,1
| 59,1
| 0,04
| 15,5
| 2,1
| 58,3
| 0,05
| 15,7
| 2,1
| 57,5
| 0,06
| 15,9
| 2,2
| 56,7
| 0,07
| 16,1
| 2,2 | 55,9 | 0,08
| 16,3
| 2,3
| 55,1
| 0,09
| 16,5
| 2,3
| 54,3
| 0,10
| 16,4
| 2,4
| 53,5
| 0,11
| 16,1
| 2,4
| 52,7
| 0,12
| 15,9
| 2,4
| 51,9
| 0,13
| 15,6
| 2,5
| 51,2
| 0,14
| 15,4
| 2,5
| 50,4
| 0,15
| 15,2
| 2,6
| 49,6
| 0,16
| 14,9
| 2,6
| 48,8
| 0,17
| 14,7
| 2,7
| 48,0
| 0,18
| 14,4
| 2,7
| 47,3
| 0,19
| 14,2
| 2,8
| 46,5
| 0,20
| 14,0
| 2,8
| 45,7
| 0,21
| 13,7
| 2,8
| 45,0
| 0,22
| 13,5
| 2,9
| 44,2
| 0,23
| 13,2
| 2,9
| 43,5
| 0,24
| 13,0
| 3,0
| 42,7
| 0,25
| 12,8
| 3,0
| 41,9
| 0,26
| 12,5
| 3,1
| 41,2
| 0,27
| 12,3
| 3,1
| 40,5
| 0,28
| 12,1
| 3,2
| 39,7
| 0,29
| 11,8
| 3,2
| 39,0
| 0,30
| 11,6
| 3,3
| 38,2
| 0,31
| 11,4
| 3,3
| 37,5
| 0,32
| 11,2
| 3,4
| 36,8
| 0,33
| 10,9
| 3,4
| 36,0
| 0,34
| 10,7
| 3,5
| 35,3
| 0,35
| 10,5
| 3,5
| 34,6
| 0,36
| 10,3
| 3,6
|
| 0,37
| 10,0
| 3,6
|
| 0,38
| 9,8
| 3,7
|
| 0,39
| 9,6
| 3,8
|
| 0,40
| 9,4
| 3,8
|
| Примечание - Значения рассчитаны по формулам Герца, полученным из условия первоначального точечного контакта с модулем упругости 2,07х10 МПа и коэффициентом Пуассона, равным 0,3.
|
Принято такое распределение нагрузки между телами качения, при котором нагрузка на наиболее нагруженный шарик в шариковых радиальных и радиально-упорных подшипниках равна , а в шариковых упорных и упорно-радиальных подшипниках .
для промежуточных значений получают линейным интерполированием.
Формула (1) распространяется на подшипники с радиусом дорожки качения в поперечном сечении не более 0,52 - для внутренних колец шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников и 0,53 - для наружных колец шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников и для внутренних колец шариковых радиальных двухрядных самоустанавливающихся подшипников.
Грузоподъемность не всегда увеличивается при применении меньшего радиуса желоба, но она уменьшается при применении радиуса большего, чем радиусы, указанные выше. В последнем случае следует применять соответственно уменьшенное значение .
5.1.1 Комплекты подшипников
5.1.1.1 Базовая статическая радиальная грузоподъемность для двух одинаковых однорядных шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении широкими или узкими торцами друг к другу и образующих общий подшипниковый узел, равна удвоенной номинальной грузоподъемности одного однорядного подшипника.
5.1.1.2 Базовая статическая радиальная грузоподъемность двух и более одинаковых однорядных шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении их по схеме тандем (последовательно) в случае их точного изготовления и равномерного распределения нагрузки равна номинальной грузоподъемности одного однорядного подшипника, умноженной на число подшипников.
5.2 Статическая эквивалентная радиальная нагрузка
Статическая эквивалентная радиальная нагрузка для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников равна большей из двух значений, рассчитанных по формулам:
; (2)
. (3)
Значения коэффициентов и приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Значения коэффициентов и для радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников
Тип подшипника
| | | | | | для однорядных подшипников
| для двухрядных подшипников
| Радиальные*
| 0,6
| 0,5
| 0,6
| 0,5
| Радиально-упорные при **
| | | | | 15°
| 0,5
| 0,46
| 1,0
| 0,92
| 20°
| 0,5
| 0,42
| 1,0
| 0,84
| 25°
| 0,5
| 0,38
| 1,0
| 0,76
| 30°
| 0,5
| 0,33
| 1,0
| 0,66
| 35°
| 0,5
| 0,29
| 1,0
| 0,58
| 40°
| 0,5
| 0,26
| 1,0
| 0,52
| 45°
| 0,5
| 0,22
| 1,0
| 0,44
| Самоустанавливающиеся 0° | 0,5
| 0,22 | 1,0 | 0,44
| * Допустимое максимальное значение зависит от конструкции подшипника (внутренний зазор и глубина желоба).
** Для 12° см. приложение А.
|
Значения для промежуточных углов контакта получают линейным интерполированием.
5.2.1 Комплекты подшипников 5.2.1.1 При расчете статической эквивалентной радиальной нагрузки для двух одинаковых однорядных радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении широкими или узкими торцами друг к другу и образующих общий подшипниковый узел, используют значения и для двухрядных подшипников, а значения и принимают в качестве общей нагрузки, действующей на весь комплект.
5.2.1.2 При расчете статической эквивалентной радиальной нагрузки для двух и более одинаковых однорядных шариковых радиальных или радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу по схеме тандем, используют значения и для однорядных подшипников, а значения и принимают в качестве общей нагрузки, действующей на весь комплект.
6 ПОДШИПНИКИ УПОРНЫЕ И УПОРНО-РАДИАЛЬНЫЕ ШАРИКОВЫЕ 6.1 Базовая статическая осевая грузоподъемность
Базовую статическую осевую грузоподъемность для одинарных или двойных шариковых упорных и упорно-радиальных подшипников рассчитывают по формуле
, (4)
где - число шариков, воспринимающих нагрузку в одном направлении.
Значения приведены в таблице 1.
Формула (4) действительна для подшипников с радиусом дорожки качения в поперечном сечении не более 0,54.
Грузоподъемность подшипника не всегда увеличивается при применении меньшего радиуса желоба, но уменьшается при применении большего радиуса.
В последнем случае следует использовать соответственное уменьшенное значение .
6.2 Статическая эквивалентная осевая нагрузка
Статическую эквивалентную осевую нагрузку для шариковых упорно-радиальных подшипников рассчитывают по формуле
. (5) Формула (5) действительна для двойных подшипников при всех соотношениях радиальной и осевой нагрузок.
Для одинарных подшипников, воспринимающих нагрузку в одном направлении, формула действительна в том случае, если значения , и дает вполне приемлемые значения при до 0,67.
Упорные подшипники () могут воспринимать только осевые нагрузки. Статическую эквивалентную осевую нагрузку для данного типа подшипника рассчитывают по формуле
. (6) 7 ПОДШИПНИКИ РАДИАЛЬНЫЕ И РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЕ РОЛИКОВЫЕ 7.1 Базовая статическая радиальная грузоподъемность
Базовую статическую радиальную грузоподъемность для роликовых радиальных и радиально-упорных подшипников рассчитывают по формуле
. (7)
7.1.1. Комплекты подшипников
7.1.1.1 Базовая статическая радиальная грузоподъемность для двух одинаковых однорядных роликовых подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении широкими или узкими торцами друг к другу и образующих общий подшипниковый узел, равна удвоенной номинальной грузоподъемности одного однорядного подшипника.
7.1.1.2 Базовая статическая радиальная грузоподъемность двух и более одинаковых однорядных роликовых подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении их по схеме тандем (последовательно), в случае их точного изготовления и равномерного распределения нагрузки, равна номинальной грузоподъемности одного однорядного подшипника, умноженной на число подшипников.
7.2 Статическая эквивалентная радиальная нагрузка
Статическая эквивалентная радиальная нагрузка для радиально-упорных подшипников () равна большему значению из двух значений, рассчитанных по формулам:
; (8)
. (9) Значения коэффициентов и приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Значения коэффициентов и для радиально-упорных роликовых подшипников (°)
Тип подшипника
| | | Однорядные
| 0,5
| 0,22
| Двухрядные
| 1,0
| 0,44
|
Статическую эквивалентную радиальную нагрузку для роликовых радиальных подшипников (), которые воспринимают только радиальную нагрузку, рассчитывают по формуле
. (10) Примечание - Способность роликовых радиальных подшипников () воспринимать осевые нагрузки в значительной степени зависит от конструктивного исполнения подшипника. Поэтому потребитель должен проконсультироваться у изготовителя и получить соответствующие рекомендации относительно оценки эквивалентной нагрузки в тех случаях, где радиальные подшипники () подвергаются осевой нагрузке.
7.2.1 Комплекты подшипников
7.2.1.1 При определении статической эквивалентной радиальной нагрузки для двух одинаковых однорядных роликовых радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении широкими или узкими торцами друг к другу и образующих общий подшипниковый узел, используют значения коэффициентов и для двухрядных подшипников, а значения и принимают в качестве общей нагрузки, действующей на весь комплект.
7.2.1.2 При определении статической эквивалентной радиальной нагрузки для двух или более одинаковых однорядных роликовых радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу по схеме "тандем", используют значения коэффициентов и для однорядных подшипников, а значения и принимают в качестве общей нагрузки, действующей на весь комплект.
8 ПОДШИПНИКИ УПОРНЫЕ И УПОРНО-РАДИАЛЬНЫЕ РОЛИКОВЫЕ8.1 Базовую статическую осевую грузоподъемность одинарных и двойных роликовых упорных и упорно-радиальных подшипников рассчитывают по формуле
, (11) где - число роликов, воспринимающих нагрузку в одном направлении.
В тех случаях, когда ролики имеют различную длину, определяют как сумму длин (2.7) всех роликов, воспринимающих нагрузку в одном направлении.
8.1.1 Комплекты подшипников
Базовая статическая осевая грузоподъемность для двух и более одинаковых одинарных роликовых упорных подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении их по схеме "тандем" при условии их точного изготовления и равномерного распределения нагрузки, равна номинальной грузоподъемности одного одинарного подшипника, умноженной на число подшипников.
8.2 Статическая эквивалентная осевая нагрузка
Статическую эквивалентную осевую нагрузку для роликовых упорно-радиальных подшипников рассчитывают по формуле
. (12) Формула (12) действительна для всех соотношений радиальной и осевой нагрузок в случае двойных подшипников.
Для одинарных подшипников формула действительна при соотношении и дает вполне приемлемые значения при до 0,67 включительно.
Роликовые упорные подшипники () могут воспринимать только осевые нагрузки. Статическую эквивалентную осевую нагрузку для данного типа подшипника рассчитывают по формуле
. (13)
8.2.1 Комплекты подшипников
При расчете статической эквивалентной осевой нагрузки для двух или более одинаковых роликовых упорных подшипников, установленных рядом на одном валу по схеме "тандем" (парный монтаж и монтаж нескольких подшипников), значения и принимают в качестве нагрузки, действующей на весь комплект.
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное). ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ X(o) и Y(o) ДЛЯ ШАРИКОВЫХ РАДИАЛЬНЫХ И РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное)
Тип подшипника
| | | | | | для однорядных подшипников
| для двухрядных подшипников
| Радиально-упорные при , равном 12°
| 0,5
| 0,47
| 1,0
| 0,94
|
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное). ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ОТРАЖАЮЩИЕ ПОТРЕБНОСТИ ЭКОНОМИКИ СТРАНЫПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное)
1 Расчет по ИСО 76-87 обеспечивает для стандартных подшипников определение наименьших значений базовой статической грузоподъемности.
2 Изготовитель на основе проведения работ по совершенствованию конструкции подшипников, применяемых материалов и технологии производства после соответствующих испытаний может устанавливать и гарантировать значения базовой статической грузоподъемности, превышающие значения, полученные по расчету, приведенному в настоящем стандарте.
3 При наличии в стандарте на соответствующий тип и размер подшипника значения статической грузоподъемности, превышающего значение, полученное расчетом по настоящему стандарту, изготовитель должен гарантировать указанное в стандарте более высокое значение.
|
|