Долговечность элементов

Подбор подшипников по динамической грузоподъемности С. Динамической грузоподъемностью радиальных и радиально-упор-ных подшипников называется такая радиальная нагрузка, которую каждый подшипник (из группы одинаковых подшипников) при неподвижном наружном кольце сможет выдержать в течение 1 млн. оборотов внутреннего кольца. Динамическая грузоподъемность зависит от типа и размеров подшипникав; от величины, направления и характера приложения действующих нагрузок; от температурного режима и других условий работы подшипников; она ограничивается появлением признаков усталостного разрушения рабочих поверхностей тел и дорожек качения, т. е. долговечностью подшипников.

Усталостному разрушению подвержены все подшипники, у которых при работе по крайней мере одно из колец вращается под нагрузкой непрерывно и в течение длительного времени. Поэтому долговечность для подавляющего большинства подшипников является основным критерием работоспособности. На основании большого количества опытов установлена связь между динамической грузоподъемностью С, приведенной или эквивалентной нагрузкой Р и долговечностью подшипников L:

Динамической грузоподъемностью радиальных и радиально-упорных подшипников называется такая радиальная нагрузка, которую каждый подшипник (из группы одинаковых подшипников) при неподвижном наружном кольце сможет выдержать в течение 1 млн. оборотов внутреннего кольца. Динамическая грузоподъемность зависит от типа и размеров подшипников; она ограничивается появлением признаков усталостного разрушения рабочих поверхностей тел и дорожек качения, т. е. долговечностью подшипников.

Исследования работы подшипников качения позволили установить зависимость между нагрузкой Q, динамической грузоподъемностью С и долговечностью подшипников L.

* Под расчетной долговечностью подшипников качения понимают время в рабочих часах, в течение которого не менее 90% испытываемых подшипников данной группы при одинаковых условиях должны работать без появления признаков усталости металла. К характерным признакам усталости относится выкрашивание металла на рабочих поверхностях деталей (раковины или отслаивание металла). ** Посадки подшипников выбираются по согласованию с заводами, изготовляющими подшипники.

** Под расчетной долговечностью подшипников качения понимается время в рабочих часах, в течение которого не менее 90% испытываемых подшипников данной группы при одинаковых условиях должны работать без появления признаков усталости металла. К характерным признакам усталости относится выкрашивание металла на рабочих поверхностях деталей в виде раковин или отслаивания металла.

Значение Кдоп определеяется из условия обеспечения требуемого уровня надежности объекта. Методика основывается на теоретических зависимостях между К и коэффициентом толщины пленки X, связь которого с долговечностью подшипников широко известна (рис. 6.25). Задаваясь требуемым уровнем долговечности подшипника, по справочным данным определяют соответствующее значение Я., а по диагностической модели -значение Кдоп(Х.). Например, для подшипника 208 получены зависимости (рис. 6.26):

Вместе с тем в одномассных инерционных машинах всех видов, так же как и в нерезонансных машинах с кинематическим приводом, коэффициент усиления вынуждающей силы низкий Этот недостаток приобретает особенно существенное значение для тяжелых машин. В таком случае возможность создания высокопроизводительной машины с достаточно высокими значениями параметров колебаний ограничивается долговечностью подшипников Одномассные схемы с электромагнитным

Значение Киоп определяется из условия обеспечения требуемого уровня надежности объекта. Методика основывается на теоретических зависимостях между К и коэффициентом толщины пленки Я,, связь которого с долговечностью подшипников широко известна. Задаваясь требуемым уровнем долговечности подшипника, по справочным данным определяют соответствующее значение А, , а по диагностической модели - значение •?доп( А. ). Например, для подшипника 208 получены зависимости (рис. 31):

Режимы работы шарико- и роликоподшипников характеризуются расчетной долговечностью подшипников (табл. 31).

При выборе полей допусков в зависимости от режима работы различают легкий режим, нормальный режим, тяжелый режим и особые условия. Режим работы характеризуется расчетной долговечностью подшипников (табл. 116).

** Под расчетной долговечностью подшипников качения понимается время в рабочих часах, в течение которого не менее 90% подшипников данной группы при одинаковых условиях должны работать без появления признаков усталости металла. К характерным признакам усталости относится выкрашивание металла на рабочих поверхностях деталей в виде раковин или отслаивания металла.

Применение этой формулы обеспечивает определенный запас прочности. Предложенные формулы позволяют рассчитывать долговечность элементов на всех стадиях упру-

Использование при проектировании машин и приборов результатов исследования процесса изнашивания и его приложения к синтезу пар трения дает возможность обеспечить заданную (расчетную) долговечность, наиболее обоснованно установить равную и кратную долговечность элементов пар трения по заданным

В работе приводится метод прогнозирования усталостной долговечности в условиях сложных процессов нагружения. Прогнозирование долговечности основано на анализе локальных упругопластических деформаций в вершине надреза. Применен оригинальный метод вычисления локальных деформаций и напряжений в условиях изменяющихся амплитуд нагружения. Усталостные повреждения определялись для циклов, полученных по методу «падающего дождя» и для последовательных размахов процесса иагружения. Теоретические результаты прогнозирования долговечности сопоставлены с результатами экспериментов, выполненных на компактных образцах с отверстиями. Оказалось, что растягивающие перегрузки повышают долговечность элементов с концентраторами, а приложение сжимающих нагрузок значительно понижает усталостную долговечность.

Рассмотрим практически важный случай, когда источником регулярных и нерегулярных возмущений является двигатель. Положим, что при проектировании и доводке двигателя обеспечены его динамические характеристики, как независимой системы, удовлетворяющие заданным техническим требованиям, которые предусматривают регламентированное влияние динамических процессов на эксплуатационные характеристики и долговечность элементов. В этом случде при формировании составного машинного агрегата по схеме «двигатель — рабочая машина» целесообразно стремиться к тому, чтобы присоединение машины несущественно влияло на локальные динамические процессы в двигателе, динамическое взаимодействие двигателя и машины не порождало активных процессов в силовой цепи машины и машинного агрегата в целом для рабочего скоростного диапазона двигателя [40].

Масла, используемые в гидросистемах станков, обладают хорошей смазывающей способностью и малой сжимаемостью, что обеспечивает высокие долговечность элементов и жесткость скоростных характеристик. Регулирование проходного сечения в регуляторах скорости увеличивает диапазон плавного изменения скорости выходного вала гидромотора. Гидроприводы обеспечивают наименьшие устойчивые подачи, причем могут работать на них неограниченное время.

Для указанных условий деформирования и разрушения долговечность определяют на основании деформационно-кинетических критериев прочности. При расчете учитывают кинетику циклических и односторонне накопленных деформаций в различных зонах конструктивных элементов, а также изменение механических свойств материала при высокотемпературном малоцикловом нагружении. Определим долговечность элементов конструкций с зонами концентрации напряжений и мембранными зонами при различных режимах длительного малоциклового нагружения, приводящих к усталостным и квазистатическим повреждениям. В качестве модельного элемента выберем оболочечную конструкцию с фланцами, работающую при повторном нагружении внутренним давлением при высоких температурах. Предположим, что конструктивный элемент изготовлен из аустенитной стали; ее характеристики при статическом и длительном нагружении

28. Прочность и долговечность элементов энергетического оборудования / Б. Поспешил, А.Л. Квитко, Г.Н. Третьяченко и др. Киев: Наук. Думка, 1987. 216с.

и по этим точкам строятся кривые ухода параметров, или кривые старения, для каждого элемента в отдельности. Для выяснения значения этих кривых рассмотрим фиг. 5.16. Центральная штриховая линия а показывает движение пика плотности, соответствующее смещению его влево на фиг. 5.15 от замера к замеру. Долговечность элементов с такой кривой ухода параметра зависит от значения параметра в начальный момент / = 0. Выберем, например, две кривые ухода параметра b и с, одна из которых начинается вблизи верхнего предела допуска, а другая — возле нижнего. В результате к моменту / = 4 выясняется, что хотя обе кривые

11. Гаденин, М. М. Малоцикловая долговечность элементов конструкций в условиях высокотемпературного двухчастотного нагружения.— В кн.: III Всесоюз. симпоз. «Малоцикловая усталость элементов конструкций». Вильнюс: РИСО ЛитССР, 1979, вып. 2.

В настоящее время при испытаниях на усталостную и из-носную долговечность элементов машин характерен переход от испытаний моделей к стендовым испытаниям натурных деталей.

Глава 4. Долговечность элементов при термопульсациях 4.1. Анализ факторов, влияющих на долговечность