Таблица 1: Коэффициент вероятности  а1 для предельной вероятности безотказной работы

Коэффициент а₂₃ для смазывания, условия эксплуатации и сталь для подшипников качения: 

             а₂₃ = 1

достигается при таких рабочих условиях, когда справочная величина вязкости = рабочей вязкости, несущие поверхности чистые,  нет значительного загрязнения и примесей в стали для подшипников качения.

Следовательно, определение рабочей вязкости и справочного значения вязкости, а также внимание к степени чистоты, имеют первостепенную важность при трибологической разработке.

Процедуру определения справочного значения вязкости и рабочей вязкости можно проиллюстрировать на следующем простом примере:

Пример: необходимо спроектировать подшипник с диаметром внешнего кольца D = 420 мм и диаметром 
               внутреннего  кольца d = 340 мм для работы на скорости n = 500 об/мин и при рабочей температуре  = 70^oC.

Решение:  для среднего диаметра подшипника dm = 380 мм и рабочей скорости n = 500 об/мин на Рис.1 дана справочная величина
               вязкости ν₁ = 13 мм²/с. Такая вязкость должна быть при температуре  = 70°С. Чтобы убедиться в этом, требуемая вязкость
               смазочного материала при температуре 40°С определяется, как показано на Рис. 2. Отсюда вытекает, что эта смазка должна
               иметь минимальную вязкость 39 мм²/с при указанной температуре 40°С, тогда она будет соответствовать требуемому критерию: 
               рабочая вязкость = справочное значение вязкости и, следовательно, а₂₃ = 1. В этом случае тип смазки такой же, как тот, что взят
               за основу для расчета номинального срока службы L в спецификации DIN ISO 281. Влияние, которое оказывает на срок службы
               отклонение рабочей вязкости от справочного значения можно вывести из уравнения для расчета модифицированного срока службы
               (см. уравнение 2.1) и из данных, представленных на Рис. 3. Метод расчета объясняется в следующем разделе.

Рис. 1: Справочные значения вязкости  v₁ для антифрикционной смазки подшипников

Зависимость вязкости от температуры

Рис. 2: Зависимость вязкости от температуры для базовых масел

Диаграмма коэффициента а₂₃

Рис. 3: Диаграмма коэффициента а₂₃

Выбор смазки с учетом вязкости базового масла можно сделать с помощью данных, представленных на Рис. 4. Что касается эффективной вязкости на нагруженном участке подшипника, загуститель в составе консистентной смазки также оказывает положительное влияние.

Вязкость базового масла


Рис. 4: Вязкость базовых масел (по спецификации DIN 51 562)

Более высокая вязкость базового масла продлевает срок службы подшипника и удлиняет срок службы до полного износа в сторону усталостной прочностью при гидродинамической смазке узла (критерий: ν/ν₁>4 и сверхчистая смазка). Если в смазке есть примеси, то для увеличения толщины смазывающей пленки следует выбрать более высокую вязкость базового масла ν. При соотношении рабочей вязкости к справочному значению вязкости ν/ν₁ <1, смазка должна содержать противозадирную присадку (EP-присадка). При соотношении ν/ν₁ <0,4 присутствие в смазке ЕР-присадки просто необходимо для обеспечения разделения поверхностей за счет химических реакций.

Эффективность противозадирной (EP-) присадки можно замерить с помощью четырехшариковой машины. Значения, полученные в ходе этого теста, сведены в Таблице 2 и на Рис. 5, и помогут вам определиться с выбором. 

Коэффициент износа на 4-шариковой машине

Таблица 2: Тест на  4-шариковой машине (по спецификации DIN 51 350, п. 5); 
                       определение коэффициентов износостойкости; время работы – 1 час

Нагрузка сваривания на 4-шариковой машине


Рис. 5: Тест на 4-шариковой машине (по спецификации DIN 51 350, п. 4); 
                определение нагрузки сваривания.

Дополнительные изыскания необходимы для случаев с исключительно высокими или низкими скоростями вращения, критическими значениями нагрузки или нестандартными условиями для осуществления смазки. Пример расчетов при трибологической разработке подшипника качения воспроизведен в Таблице 3.

Пример расчетов

Шарикоподшипник с глубокими дорожками качения с параметрами колец d = 60 мм и D = 110 мм (нагрузочные способности: C = 47500 Н; C₀ = 32500 Н) для работы на расчетной скорости n = 3000 об/мин с чистой радиальной нагрузкой P= F_R=9500 Н. В подобном примере применения рабочая температура в 90°С была замерена на внешнем кольце. Местоположение при установке не исключает наличие брызг воды, но оно соответствует условиям по нормальной чистоте. Температура окружающей среды может колебаться от -20°С до +40°С. Централизованная система смазки отсутствует.

Процедура разработки: