Расчет подшипников качения на повышенный уровень надежности

• Автор: Кулешов, Владимир Ильич
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 124 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Методы расчета работоспособности подшипников качения
1.1 Основные положения теории расчета подшипников качения
1.2 Учет условий работоспособности при расчете долговечности
1.3 Расчет подшипников качения с учетом вероятностных факторов
1.4 Анализ вероятностно-статистических моделей безотказной
работы
1.5 Рассеяние долговечности подшипников качения
1.6 Постановка задач исследования
2 Математические модели оценки работоспособного состояния
подшипников качения
2.1 Функция распределения динамической грузоподъемности
с учетом условий работы
2.2 Несущая способность подшипников качения
2.3 Вероятность безотказной работы с учетом условий и режима
эксплуатации
2.4 Вероятностно-статистические модели распределений
долговечности подшипников качения
2.5 Выводы по второму разделу
3 Экспериментальные исследования рассеяния долговечности
подшипников качения
3.1 Описание экспериментальной установки
3.2 Вероятностно-статистическая обработка экспериментальных
данных
3.3 Определение параметров закона распределения долговечности
подшипников качения

3.4 Уточнение функции распределения долговечности
подшипников качения
3.5 Разработка алгоритма безотказной работы подшипников
качения
3.6 Выводы по третьему разделу
4. Методика оценки безотказной работы подшипников качения
4.1. Статистический анализ вероятности безотказной работы
4.2. Расчет подшипников качения на повышенный уровень
надежности
4.3 Программное обеспечение для исследования долговечности
подшипников качения
4.4 Анализ значений коэффициентов надежности
4.5 Выводы по четвертому разделу
Основные результаты и выводы
Список литературы
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Одной из главных проблем отечественных предприятий является обеспечение качественных показателей при функционировании изделий машиностроения. В большинстве механизмов и машин используются различные виды и типы подшипников качения. В настоящее время нет методик расчета подшипников качения гарантирующих 100 % уровень надежности в течение расчетного срока службы.
Решение данной проблемы, в условиях жесткой конкуренции и с учетом современных тенденций, направленных на снижение материалоемкости и повышение нагрузочных и скоростных режимов работы деталей и машин, при возрастающих требованиях, предъявляемых к их надежности, имеет приоритетное значение. Необходимость точной оценки уровня надежности изделий и получение результатов более высокой точности закладываются уже на стадии проектирования.
Начало теории расчета подшипников качения положила разработанная Г. Герцем /II теория сжатия твердых тел, получившая свое развитие в экспериментальных исследованиях R. Stribecka /2/. Теоретические методы расчета оценок долговечности подшипников качения, на основе статистической теории прочности В. Вейбулла /3, 4/, разработаны А. Пальмгреном /5/ и Г. Лундбергом /6/, В основу уравнения для определения долговечности подшипников качения положены исследования кривых усталости, проведенные Баскуином /7/.
В отечественной литературе авторами первых работ, посвященных теории и методам расчета подшипников качения были: H.A. Спицин /8, 9/,
В.Н. Трейер /10/, С.В. Пинегин /11/, Д.Н. Решетов /12/.
Большинство методов расчета долговечности подшипников качения основаны на использовании большого числа поправочных коэффициентов, учитывающих те или иные эксплуатационные параметры, что в конечном

ния на стадии ранних отказов, здесь результаты оценок больше уже в 2,64 - 11,63 раза, т.е. меньшее отношение долговечностей Ь} для 99 % уровня надежности превышает в 2,5 раза большее отношение Ь]0 для 90 %.
Использование логарифмически нормального распределения, по мнению автора, позволит точнее оценить рассеяние долговечности подшипников качения, и особенно на стадии ранних отказов. При этом отмечено, что при значении параметра формы Ь ниже 1,3, для результатов испытаний и на других установках, теория Вейбулла часто оказывается неприменимой к прогнозированию ранних отказов.
При сопоставлении результатов испытаний было отмечено, что суммарное влияние различных факторов нельзя считать постоянным для различных установок, но для одной установки и принятых условий, и режима испытаний, можно полагать постоянным. К наиболее существенным факторам, по мнению автора, относятся: влияние геометрических размеров и их погрешностей; микрогеометрия контактирующих поверхностей; технология обработки материала и остаточные напряжения; твердость дорожек качения при данной температуре; объем сжимаемого материала; величина и характер действующих напряжений и размеры области, где они действуют; условия эксплуатации и характеристика смазочного материала.
Здесь же, автором приводится один из выводов отдела прикладной статистики фирмы Роллс-Ройс по результатам моделирования на ЭВМ условий работы и распределений прочности. При этом каждое из рассмотренных распределений включало около 1000 случайных наблюдений.
Вывод сформулирован следующим образом: когда все факторы (прочность материала, точность размеров, остаточные напряжения, точность сборки, концентраторы напряжений и чистота обработки поверхности) равнозначны и распределены нормально, и распределение остается нормальным в процессе накопления повреждений, то рассеяние дол го веч-