Подшипники, несомненно, являются чрезвычайно важными элементами многих механических систем. Их эффективная работа во многом зависит от того, насколько они прочны и долговечны. На это, в свою очередь, влияет ряд факторов, таких как условия работы, в которых они эксплуатируются, соответствующий выбор, монтаж и техническое обслуживание, а также нагрузки, которым они подвергаются.
При вращении подшипников внутреннее и внешнее кольца и тела качения постоянно подвергаются нагрузке, что приводит к усталости материала и возможному выходу подшипника из строя. В связи с тем, что на срок службы таких решений влияет множество факторов, срок службы отдельных подшипников может значительно различаться, даже если они изготовлены из одного и того же материала, размера и эксплуатируются в одинаковых условиях эксплуатации. Если подшипник правильно подобран и правильно используется, вероятность любого отказа сводится к минимуму. При несоблюдении этих условий механизм будет изнашиваться быстрее.
Однако купить подшипники в podshop.ru оптимального продукта, адаптированного к устройству, — это еще не все. Важным вопросом является также способ его сборки, периодичность смазки или контроль за условиями эксплуатации. Для обеспечения максимальной долговечности и прочности подшипников персонал также должен быть обучен правильному обращению с ними. Это важно и на этапе сборки, которая должна осуществляться с применением профессиональных инструментов.
Номинальная усталостная долговечность
Срок службы подшипника измеряется в часах или миллионах оборотов при заданной скорости, которая рассчитывается до появления первых признаков усталости, таких как отслаивание или растрескивание под напряжением. Таким образом, под долговечностью подшипника понимается ожидаемое время, в течение которого он будет исправно работать и выполнять все функции при заданных условиях эксплуатации (по истечении этого времени он изнашивается и подлежит замене). Стоит подчеркнуть, что подшипник изнашивается естественным образом в результате процесса, называемого усталостью материала. В связи с тем, что усталость материала является неравномерным явлением, в контексте подшипников мы говорим о номинальной усталостной долговечности, которая означает общее число оборотов, достигаемое без усталости 90% испытанных подшипников при определенных условиях.
Производители определяют срок службы подшипников на основе исследований, испытаний и наблюдений. В каждом каталоге подшипников вы можете найти информацию о номинальном сроке службы отдельных подшипников, который рассчитывается по следующей формуле:
Эта стандартная формула, также известная как каталожный метод, является общепринятым методом расчета срока службы подшипников. В формулу входят следующие параметры:
L10 — долговечность, в миллионах оборотов
C – базовая динамическая грузоподъемность
P – динамическая эквивалентная нагрузка
p – показатель степени долговечности (для шарикоподшипников 3, для роликоподшипников 10/3).
Базовая динамическая грузоподъемность определяется как постоянная нагрузка, приложенная к подшипнику с неподвижным наружным кольцом, который не изнашивается из-за усталостной долговечности в течение одного миллиона оборотов внутреннего кольца.
Динамическая эквивалентная нагрузка, с другой стороны, представляет собой математически рассчитанную радиальную нагрузку (в случае радиальных подшипников) или осевую нагрузку (в случае упорных подшипников) постоянной величины и направления, которая одинаково влияет на срок службы подшипника. как фактические силы, действующие на компонент.
Стоит отметить, что в случае подшипников, работающих с постоянной частотой вращения, срок службы подшипника можно выразить в часах по уравнению:
куда:
L10h — долговечность, в часах
n – частота вращения (об/мин)
L10 — долговечность, в миллионах оборотов
Поскольку усталостная долговечность подшипника может варьироваться, даже для одних и тех же подшипников, работающих в одинаковых условиях, следует обращать внимание на предельный, а не на средний срок службы, а это значит, что наиболее важной для нас информацией является число оборотов или часов. .
Неблагоприятные факторы
Помимо естественного износа, преждевременный выход подшипника из строя может происходить из-за других факторов.
Как объясняет Михал Ковальский, менеджер отдела продаж Rombor, подшипники имеют определенный срок службы, установленный производителем, так называемый усталостная жизнь. Однако иногда они изнашиваются раньше срока, указанного производителем. В основном на это влияет человеческий фактор, а также среда, в которой работает подшипник.
По словам эксперта, основными факторами, из-за которых чаще всего выходят из строя подшипники, являются: отсутствие знаний о правильном монтаже, использование неподходящих инструментов, неправильный подбор подшипника для данного устройства, неправильная смазка, повреждение элемента подшипника или вала при монтаж, несоосность, вибрация, загрязнение, плохая посадка, чрезмерная нагрузка, перегрев, неправильное диагностическое обслуживание подшипников во время их эксплуатации и т. д. Если мы устраним эти основные факторы на начальном этапе, мы сможем наслаждаться более длительным сроком службы подшипников, и, следовательно, устройства, в котором он работает.
На срок службы подшипников также влияет правильный способ хранения (в заводской упаковке, вдали от источников воды, пыли, химикатов) и защита деталей при транспортировке во избежание вибраций и ударов, вызывающих механические повреждения. Также следует помнить, что подшипники со смазкой должны храниться относительно недолго, потому что смазка может высохнуть или потерять свои свойства.
Важно, что в процессе эксплуатации следует тщательно очищать кольца и тела качения, ведь даже небольшое количество грязи на небольшой поверхности может привести к возникновению локальных напряжений и ускорить процесс изнашивания материала.
Невозможно перечислить все ситуации, которые могут привести к преждевременному выходу подшипника из строя. Тем не менее, перечисленные выше факторы являются наиболее частым источником проблем, связанных с использованием подшипников.
Хорошо подобранный, правильно установленный и правильно обслуживаемый подшипник прослужит столько, сколько указано производителем. Если же сбой происходит намного быстрее, значит, на каком-то шаге была допущена ошибка.
Выбор подшипников и их долговечность
По мнению представителя компании «Ромбор», при выборе подшипников следует учитывать условия, в которых будет работать тот или иной подшипник. Мы выбираем тип подшипника на основе следующих факторов: нагрузка, скорость, несоосность, жесткость, трение, вибрация, шум, пространство.
Каждый тип подшипников характеризуется определенными параметрами, поэтому следует тщательно проанализировать все их свойства. Мы выбираем вариант, наиболее совместимый с нашим приложением. Мы обращаем внимание на статическую нагрузку (тяжелый режим) или номинал подшипника (нормальный режим). Очень важным фактором является рабочая температура подшипника. Методы смазки следует выбирать в зависимости от рабочей температуры подшипника. На рынке представлены различные типы смазочных материалов в виде пластичных смазок и масел. При выборе подшипника очень важно знать, в какой среде он будет работать — будут ли на него воздействовать химические и атмосферные факторы, пыль, влага, вибрации, нагрузки.
Возникает очевидный вопрос: какие подшипники на рынке самые прочные и долговечные? По словам Михала Ковальского, на этот вопрос нет однозначного ответа. В настоящее время у нас есть много ведущих производителей подшипников на рынке, которые имеют очень широкий ассортимент, а также специализируются на конкретных позициях. Для менее требовательных применений рекомендуются подшипники китайского производства. Имея данные о том, какой подшипник выбрать и на что обратить внимание, чтобы он прослужил долго, торговые представители производителей или оптовиков обязательно помогут покупателю в выборе данного подшипника, оправдав его ожидания.
Для более требовательных приложений стоит выбирать подшипники известных и надежных брендов. На этапе производства они используют новейшие технологии и высококачественные материалы, отвечающие всем применимым стандартам качества.
Чтобы оптимально подобрать подшипник с учетом его параметров и областей применения, стоит ознакомиться с информацией и советами на сайтах производителей. В этом случае конфигураторы, безусловно, будут полезным инструментом, благодаря которому вы сможете настроить продукт под конкретные нужды. Они пригодятся, например. для расчета срока службы, конфигурации продукта и моделирования.
Надлежащая смазка означает более длительный срок службы
Важным фактором, влияющим на срок службы подшипников, является обеспечение их надлежащей смазки. Благодаря этому они работают эффективнее, могут работать дольше и безотказно, с меньшей вероятностью поломки. Использование смазочных материалов имеет очень важные функции, такие как защита подшипников от загрязнения и коррозии, правильный температурный баланс и увеличение скольжения, что приводит к снижению силы трения.
Эти преимущества можно получить только при регулярном смазывании. Также важно выбрать правильный метод смазки и использовать оптимальную смазку.
При выборе типа смазки необходимо учитывать такие критерии, как нагрузка и скорость вращения подшипника. Вязкость смазочного материала также является важным параметром. Следует помнить, что чем больше подшипник, тем более вязкой должна быть смазка – это обеспечит отсутствие трения между двумя элементами. Однако в ситуации, когда подшипник подвергается воздействию высоких температур, необходимо предотвращать окисление смазки и следить за тем, чтобы ее консистенция была постоянной, независимо от температуры окружающей среды и самого подшипника. С другой стороны, если подшипник работает в месте, подверженном повышенной влажности, подходящим решением будет использование кальциевой или литиевой смазки.
Использование неподходящего типа смазки, не совместимой с данным типом подшипника, и неправильное его применение могут привести к повышению его температуры, а значит, к более быстрому износу и сокращению срока службы.
Керамические подшипники против классических решений
Являются ли керамические подшипники более долговечными, чем другие решения, доступные на рынке? Как поясняет эксперт из Rombor, самым большим преимуществом керамических подшипников и их преимуществом перед классическими подшипниками является их вес (на 40% легче стальных), долговечность, тихая работа, скорость вращения, работа в воде или при высоких температурах, коррозионная стойкость.
Керамические несущие элементы более чем на 50% тверже стальных. Сопротивление деформации заключается в противодействии деформации подшипников и, таким образом, предотвращении чрезмерного трения и увеличении срока их службы. Значительно более низкое тепловое расширение, чем в случае со сталью, характерное для керамических элементов, сводит потребность в смазке к минимуму.
Керамические подшипники очень хорошо работают в устройствах, погруженных в воду. Тела качения, представляющие собой керамические шарики, имеют гораздо более длительный срок службы, чем классические шарики из стали или нержавеющей стали. Они идеально подходят для работы при высоких температурах. Единственным фактором, ограничивающим рабочую температуру, является материал сепаратора или корпуса подшипника.
Самым большим недостатком керамических подшипников является их цена, часто в несколько раз превышающая обычные. Однако, если у нас нет другого выбора, стоит потратить больше, зная, что вы не переплатили.
На самом деле нельзя однозначно сказать, что керамические подшипники являются лучшими во всех случаях, потому что наиболее подходящим подшипником является тот, который в первую очередь хорошо подходит для применения.
