ГОСТ 18854-94
(ИСО 76-87)
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ
СТАТИЧЕСКАЯ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 6-94 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
3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 14 февраля 1996 г. № 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.
СОДЕРЖАНИЕ
|
1 область применения. 2 2 нормативные ссылки. 2 3 определения. 2 4 условные обозначения. 3 5 подшипники радиальные и радиально-упорные шариковые. 3 6 подшипники упорные и упорно-радиальные шариковые. 5 7 подшипники радиальные и радиально-упорные роликовые. 5 8 подшипники упорные и упорно-радиальные роликовые. 6 Приложение А. Значения коэффициентов хо и yо для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников. 6 Приложение Б. Дополнительные требования, отражающие потребности экономики страны.. 7 |
ГОСТ 18854-94
(ИСО 76-87)
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
|
ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Статическая грузоподъемность Rolling bearings. Static load ratings |
Дата введения 1997-01-01
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 Сor - 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 Сoa - 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 Рor - 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 Рoa - 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) Dwe - 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) Lwe - 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 a - 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 Dpw.
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
Сor - базовая статическая радиальная грузоподъемность, Н;
Соа - базовая статическая осевая грузоподъемность, Н;
Dpw - диаметр окружности центров набора шариков или роликов, мм;
Dw - диаметр шарика, мм;
Dwe - диаметр ролика для расчета грузоподъемности, мм;
Lwe - длина ролика для расчета грузоподъемности, мм;
Fr - радиальная нагрузка на подшипник или радиальная составляющая нагрузки, действующая на подшипник, Н;
Fa - осевая нагрузка на подшипник или осевая составляющая нагрузки, действующей на подшипник, Н;
Рor - статическая эквивалентная радиальная нагрузка, Н;
Роа - статическая эквивалентная осевая нагрузка, Н;
Хo - коэффициент статической радиальной нагрузки;
Yo - коэффициент статической осевой нагрузки;
Z - число шариков или роликов в однорядном подшипнике; число тел качения в одном ряду многорядного подшипника при одинаковом числе их в каждом ряду;
fo- коэффициент, зависящий от геометрии деталей подшипника и от применяемых уровней напряжения;
i - число рядов тел качения в подшипнике;
a - номинальный угол контакта подшипника, ...°.
5 ПОДШИПНИКИ РАДИАЛЬНЫЕ И РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЕ ШАРИКОВЫЕ
5.1 Базовая статическая радиальная грузоподъемность
Базовую статическую радиальную грузоподъемность для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников рассчитывают по формуле
|
Cor = foiZDw2cos a. |
(1) |
Значения коэффициента fo для шариковых подшипников приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Значение коэффициента fо для шариковых подшипников
|
|
fo для шариковых подшипников |
||
|
радиальных и радиально-упорных |
самоустанавливающихся |
упорных и упорно-радиальных |
|
|
14,7 |
1,9 |
61,6 |
|
|
14,9 |
2,0 |
60,8 |
|
|
15,1 |
2,0 |
59,9 |
|
|
15,3 |
2,1 |
59,1 |
|
|
15,5 |
2,1 |
58,3 |
|
|
15,7 |
2,1 |
57,5 |
|
|
15,9 |
2,2 |
56,7 |
|
|
16,1 |
2,2 |
55,9 |
|
|
16,3 |
2,3 |
55,1 |
|
|
16,5 |
2,3 |
54,3 |
|
|
16,4 |
2,4 |
53,5 |
|
|
16,1 |
2,4 |
52,7 |
|
|
15,9 |
2,4 |
51,9 |
|
|
15,6 |
2,5 |
51,2 |
|
|
15,4 |
2,5 |
50,4 |
|
|
15,2 |
2,6 |
49,6 |
|
|
14,9 |
2,6 |
48,8 |
|
|
14,7 |
2,7 |
48,0 |
|
|
14,4 |
2,7 |
47,3 |
|
|
14,2 |
2,8 |
46,5 |
|
|
14,0 |
2,8 |
45,7 |
|
|
13,7 |
2,8 |
45,0 |
|
|
13,5 |
2,9 |
44,2 |
|
|
13,2 |
2,9 |
43,5 |
|
|
13,0 |
3,0 |
42,7 |
|
|
12,8 |
3,0 |
41,9 |
|
|
12,5 |
3,1 |
41,2 |
|
|
12,3 |
3,1 |
40,5 |
|
|
12,1 |
3,2 |
39,7 |
|
|
11,8 |
3,2 |
39,0 |
|
|
11,6 |
3,3 |
38,2 |
|
|
11,4 |
3,3 |
37,5 |
|
|
11,2 |
3,4 |
36,8 |
|
|
10,9 |
3,4 |
36,0 |
|
|
10,7 |
3,5 |
35,3 |
|
|
10,5 |
3,5 |
34,6 |
|
|
10,3 |
3,6 |
|
|
|
10,0 |
3,6 |
|
|
|
9,8 |
3,7 |
|
|
|
9,6 |
3,8 |
|
|
|
9,4 |
3,8 |
|
|
|
Примечание - Значения fo рассчитаны по формулам Герца, полученным из условия первоначального точечного контакта с модулем упругости 2,07 ? 105 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
.
fo для промежуточных значении
получают линейным интерполированием.
Формула (1) распространяется на подшипники с радиусом дорожки качения в поперечном сечении не более 0,52Dw - для внутренних колец шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников и 0,53Dw - 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 fo.
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:
|
Por = XoFr + YoFa; |
(2) |
|
Por = Fr. |
(3) |
Значения коэффициентов Хo и Yo приведены в таблице 2.
Значения Yo для промежуточных углов контакта получают линейным интерполированием.
Таблица 2 - Значения коэффициентов Хои Yo для радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников
|
Тип подшипника |
Хo |
Yо |
Хо |
Yо |
|
для однорядных подшипников |
для двухрядных подшипников |
|||
|
Радиальные* |
||||
|
Радиально-упорные при a** |
|
|
|
|
|
15° |
1,0 |
|||
|
20° |
1,0 |
|||
|
25° |
1,0 |
|||
|
30° |
1,0 |
|||
|
35° |
1,0 |
|||
|
40° |
1,0 |
|||
|
45° |
1,0 |
|||
|
Самоустанавливающиеся a ? 0° |
1,0 |
|||
|
* Допустимое максимальное значение Fa/Cor зависит от конструкции подшипника (внутренний зазор и глубина желоба). ** Для a = 12° см. приложение А. |
||||
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 Хo и Yo для двухрядных подшипников, а значения Fr и Fa 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 Хo и Yo для однорядных подшипников, а значения Fr и Fa 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 Z - число шариков, воспринимающих нагрузку в одном направлении.
Значения fo приведены в таблице 1.
Формула (4) действительна для подшипников с радиусом дорожки качения в поперечном сечении не более 0,54Dw.
Грузоподъемность подшипника не всегда увеличивается при применении меньшего радиуса желоба, но уменьшается при применении большего радиуса.
В последнем случае следует использовать соответственное уменьшенное значение fo.
6.2 Статическая эквивалентная осевая нагрузка
Статическую эквивалентную осевую нагрузку для шариковых упорно-радиальных подшипников (a ? 90°) рассчитывают по формуле
|
Poа = 2,3Frtg a + Fa |
(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 Fr/Fa ? 0,44ctg a, и дает вполне приемлемые значения Роа при Fr/Fa до 0,67ctg a.
Упорные подшипники (a = 90°) могут воспринимать только осевые нагрузки. Статическую эквивалентную осевую нагрузку для данного типа подшипника рассчитывают по формуле
|
Poа = Fa. |
(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;