Определение долговечности гибридного подшипника

Повышение производительности оборудования, к которому  стремится сегодня промышленность, неизбежно влечет за собой увеличение скорости вращения валов. Из-за этого растут центробежные силы, увеличивается износ опор, а значит, снижается их долговечность. Использование в подшипниках керамических тел качения из нитрида кремния, обладающего отличными трибологическими параметрами и высокой ударной вязкостью, позволило значительно увеличить ресурс узлов вращения. Как определяется долговечность гибридного подшипника, имеющего ряд серьезных отличий от стандартных, полностью металлических?

Расчет долговечности подшипника с керамическими элементами

Определение долговечности опор, в которых сочетаются два и более материала с различными физико-химическими свойствами – задача не из легких. Многолетний опыт лабораторных исследований показал, что наиболее точным является экспериментальный метод, при котором анализируют поведение партии одинаковых гибридных опор в одинаковых рабочих условиях. Этот способ идентичен с тем, что применяют при определении долговечности подшипников из стали. Но есть и расчетная методика, позволяющая получить искомый параметр, используя формулу:

L_ha= L_ha₁ a₂₃ a_ф

В этом выражении для определения долговечности детали, члены имеют следующие значения: L_h– расчетная номинальная долговечность детали, предоставленная производителем продукта, a₁ a₂₃ a_ф – уточняющие коэффициенты. Таким образом, в расчете можно учесть индивидуальные условия эксплуатации детали, которые не мог учесть изготовитель опоры.

Коэффициент a₂₃ связан с гидродинамическими эффектами и на него оказывают влияние вязкость смазки при определенной скорости вращения узла. Этот параметр получают при отдельном расчете. Коэффициент a_ф позволяет учитывать загрязнения, присутствующие в смазочном материале – эти значения берутся из таблиц.

Точность способа определения долговечности

Этот способ определения долговечности подшипников гибридного типа признали во всем мире. Его точность считается достаточной и признается как отечественным ГОСТом, так и международным стандартом ISO 281:2007. К сожалению, реальную цифру формула показывает далеко не всегда. Большую роль в сроке службы деталей играют не только нагрузки и качество смазки, но и множество внешних и внутренних факторов.

Несмотря на то, что детали с керамическими частями менее чувствительны к негативным воздействиям, таким как перепады температуры, агрессивная среди и вибрации, сбрасывать со счетов влияние условий не стоит. Именно поэтому, в 21 веке, несмотря на огромный багаж знаний о подшипниках самого разного типа, инженерная наука склоняется к третьему способу определения долговечности – аналитическому. Данные, накопленные при эксплуатации опор в определенных машинах за несколько лет, могут показать довольно точную картину без громоздких расчетов и утомительных дорогостоящих экспериментов.