МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС) INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC)
	ГОСТ
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ	18855—
СТАНДАРТ	2013
	(ISO 281:2007)

ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Динамическая грузоподъемность и номинальный ресурс

(ISO 281:2007, MOD)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2014

ГОСТ 18855-2013

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Инжиниринговый центр ЕПК» (ООО «ИЦ ЕПК»)

2    ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 307 «Подшипники качения»

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол от 27 сентября 2013 г. № 59-П)

За принятие стандарта проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИС0 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166)004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Армения	AM	Минэкономики Республики Армения
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Молдова	MD	Молдова-Стандарт
Россия	RU	Росстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт

4 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту ISO 281:2007 Rolling bearings — Dynamic load ratings and rating life (Подшипники качения. Динамическая фузоподъемность и номинальный ресурс) путем внесения дополнительных положений. Дополнительные положения приведены в 5.1.2.1 и 5.2.2.1 и заключены в рамки из тонких линий. Разъяснение причин их внесения приведено в примечании к тексту. Дополнительные значения показателей внесены в таблицу 3 и выделены полужирным курсивом. Дополнительные значения показателей даны для углов контакта, которые наиболее широко применяются в конструкциях радиально-упорных шариковых подшипников, которые производят страны СНГ. Сравнение структуры международного стандарта со структурой настоящего стандарта приведено в приложении Д. Разъяснение причин изменения структуры приведено в примечаниях в приложении Д

Международный стандарт разработан подкомитетом ISO/ТС 4/SC 8 «Грузоподъемность и ресурс» технического комитета по стандартизации ISO/TC 4 «Подшипники качения» Международной организации по стандартизации (ISO).

Перевод с английского языка (еп).

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого разработан настоящий межгосударственный стандарт, и международных документов, на которые даны ссылки, имеются в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии.

Ссылки на международные стандарты, которые приняты в качестве межгосударственных стандартов. заменены в разделе «Нормативные ссылки» и тексте стандарта ссылками на соответствующие модифицированные межгосударственные стандарты.

Ссылки на международные стандарты, которые не приняты в качестве межгосударственных стандартов, заменены в разделе «Нормативные ссылки» и тексте стандарта ссылками на соответствующие межгосударственные стандарты.

Информация о замене ссылок с разъяснением причин их внесения приведена в приложении Г.

ГОСТ 18855-2013

Степень соответствия — модифицированная (МОО)

5    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 08 ноября 2013 г. № 1382-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 18855-2013 (ISO 281:2007) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2015 г.

6    ВЗАМЕН ГОСТ 18855-94

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе « Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

©Стандартинформ, 2014

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен. тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ 18855-2013

Содержание

1    Область применения.....................................................................................................................................1

2    Нормативные ссылки....................................................................................................................................1

3    Термины и определения...............................................................................................................................2

4    Обозначения..................................................................................................................................................3

5    Радиальные и радиально-упорные шариковые подшипники....................................................................4

5.1    Динамическая радиальная грузоподъемность....................................................................................4

5.2    Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка...........................................................................7

5.3    Номинальный ресурс...........................................................................................................................10

6    Упорные и упорно-радиальные шариковые подшипники........................................................................10

6.1    Динамическая осевая грузоподъемность...........................................................................................10

6.2    Динамическая эквивалентная осевая нагрузка.................................................................................12

6.3    Номинальный ресурс...........................................................................................................................13

7    Радиальные и радиально-упорные роликовые подшипники...................................................................14

7.1    Динамическая радиальная грузоподъемность..................................................................................14

7.2    Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка.........................................................................15

7.2.2    Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка комбинаций подшипников.........................16

7.3 Номинальный ресурс...........................................................................................................................16

8    Упорные и упорно-радиальные роликовые подшипники.........................................................................17

8.1    Динамическая осевая грузоподъемность...........................................................................................17

8.2    Динамическая эквивалентная осевая нагрузка.................................................................................19

8.3    Номинальный ресурс...........................................................................................................................20

9    Модифицированный ресурс.......................................................................................................................20

9.1 Общие положения................................................................................................................................20

9 2 Коэффициент модификации ресурса по вероятности безотказной работы...................................21

9.3    Системный коэффициент модификации............................................................................................21

Приложение А (справочное) Подробный метод оценки коэффициента загрязнения..............................32

Приложение Б (справочное) Расчет предела усталостной нагрузки.........................................................41

Приложение В (справочное) Резкое изменение при расчете динамической грузоподъемности...........45

Приложение Г (справочное) Замена ссылок на международные стандарты...........................................48

Приложение Д (справочное) Сравнение структуры международного стандарта со структурой

межгосударственного стандарта........................................................................................48

IV

ГОСТ 18855-2013

Введение

Часто бывает нерационально обосновывать пригодность подшипника для конкретных условий применения путем испытания достаточного количества подшипников при данных условиях. В этом случае ресурс, как он определен в 3.1, является первейшим показателем соответствия условиям применения. Поэтому расчет времени безотказной работы рассматривается как подходящая и целесообразная замена испытаний. Целью настоящего стандарта является создание необходимой основы для расчета ресурса.

С момента последнего опубликования стандарта были приобретены дополнительные знания о влиянии на ресурс подшипника загрязнений, условий смазки, внутренних напряжений при монтаже, напряжений от термообработки и т.д. В настоящем стандарте представпен практический метод учета влияния на ресурс подшипника условий смазки и загрязнения смазочного материала.

Расчеты в соответствии с данным стандартом не дают удовлетворительных результатов для подшипников, работающих в таких усповиях применения и/или с такой внутренней конструкцией, которые вызывают значительное уменьшение зоны контакта между телами качения и дорожками качения Так, например, результаты модифицированного расчета неприменимы к шариковым подшипникам с пазом для ввода шариков, который значительно вступает в зону контакта шарик/дорожка качения. когда в условиях применения на подшипник действует осевая нагрузка. В этих случаях следует проконсультироваться у изготовителей подшипников.

Коэффициенты модификации ресурса по вероятности безотказной работы я, были незначительно изменены и распространены до 99.95 % вероятности безотказной работы.

В настоящем стандарте вместо ссыпки на ISO/TR 8646 используется ссылка на ISO/TR 1281-1, который заменяет указанный документ.

V

ГОСТ 18855-2013 (ISO 281:2007)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ    СТАНДАРТ

ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ Динамическая грузоподъемность и номинальный ресурс Rolling bearings. Dynamic load rating and rating life

Дата введения — 2015—07—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы расчета динамической грузоподъемности подшипников качения в диапазоне размеров, приведенных в соответствующих стандартах на типы и размеры. изготовленных из современной, обычно применяемой закаленной подшипниковой стали хорошего качества, в условиях хорошо налаженного производства и имеющих обычную конструкцию и формы контактных поверхностей качения.

Настоящий документ также устанавливает методы расчета номинального ресурса, соответствующего 90 % вероятности безотказной работы при применении широко используемого материала хорошего качества при хорошем качестве изготовления в нормальных условиях эксплуатации. Кроме того, настоящий документ устанавливает методы расчета модифицированного ресурса с учетом различных значений вероятности безотказной работы, условий смазки, загрязненности смазочного материала и предела усталостной нагрузки подшипника.

Влияние износа, коррозии и электроэрозии на ресурс подшипника в данном стандарте не рассматривается.

Настоящий документ не применим к конструкциям, тела качения в которых воздействуют непосредственно на поверхности вала или корпуса, если эти поверхности не эквивалентны во всех отношениях дорожкам качения колец подшипника, которые они заменяют.

Двухрядные радиальные и радиально-упорные подшипники и двойные упорные и упорнорадиальные подшипники рассматривают в данном стандарте как симметричные.

Дополнительные ограничения в отношении отдельных типов подшипников включены в соответствующие разделы.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 24955-81 Подшипники качения. Термины и определения

ГОСТ 18854-2013 Подшипники качения. Статическая грузоподъемность

ISO 15241:2012 Подшипники качения. Обозначение величин

ISO/TR 1281-1:2008 Подшипники качения. Пояснительная записка к ISO 281 Часть 1. Базовая динамическая грузоподъемность и номинальный ресурс

* Действует до введения ГОСТ, разработанного на основе ISO 15241. Перевод стандарта имеется в ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»

•* Перевод документа имеется в ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»

Издание официальное

ГОСТ 18855-2013

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24955. а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    ресурс (life): Число оборотов конкретного подшипника качения, которое одно из колец подшипника совершает относительно другого кольца до появления первых признаков усталости материала одного из колец или одного из тел качения.

Примечание - Ресурс может быть выражен количеством часов работы при постоянной частоте вращения

3.2    вероятность безотказной работы (reliability): Процентная доля группы предположительно идентичных подшипников качения, работающих в одинаковых условиях, которые, как ожидается, достигнут или превысят определенный ресурс.

Примечание - Вероятность безотказной работы отдельного подшипника качения — это вероятность того, что он достигнет или превысит определенный ресурс

3.3    расчетный ресурс (rating life): Ожидаемое значение ресурса, основанное на динамической радиальной грузоподъемности или динамической осевой грузоподъемности.

3.4    номинальный ресурс (basic rating life): Расчетный ресурс, соответствующий 90 % вероятности безотказной работы для подшипников, изготовленных из широко используемого материала хорошего качества, при хорошем качестве изготовления и работающих в нормальных условиях эксплуатации.

3.5    модифицированный ресурс (modified rating life): Расчетный ресурс, модифицированный в соответствии с 90 %-ной или другой вероятностью безотказной работы, пределом усталостной нагрузки подшипника, особыми свойствами подшипника, загрязнением смазочного материала или другими специфическими условиями эксплуатации

Примечание - Термин «модифицированный ресурс» является новым в этом документе и заменяет термин «скорректированный расчетный ресурс»

3 6 динамическая радиальная грузоподъемность (basic dynamic radial load rating): Постоянная неподвижная радиальная нагрузка, которую подшипник качения теоретически может выдерживать в течение номинального ресурса в один миллион оборотов

Примечание - Для радиально-упорного однорядного подшипника радиальная грузоподъемность относится к радиальной составляющей нагрузки, которая вызывает чисто радиальное смещение колец подшипников относительно друг друга

3.7    динамическая осевая грузоподъемность (basic dynamic axial load rating): Постоянная центральная осевая нагрузка, которую подшипник качения теоретически может выдерживать 8 течение номинального ресурса в один миллион оборотов.

3.8    динамическая эквивалентная радиальная нагрузка (dynamic equivalent radial load): Постоянная неподвижная радиальная нагрузка, под воздействием которой подшипник качения будет иметь такой же ресурс, как и в условиях действительного нагружения.

3.9    динамическая эквивалентная осевая нагрузка (dynamic equivalent axial load): Постоянная центральная осевая нагрузка, под воздействием которой подшипник качения будет иметь такой же ресурс, как и в условиях действительного нагружения.

3.10    предел усталостной нагрузки (fatigue load limit): Нагрузка подшипника, при которой в наиболее нагруженном контакте дорожки качения будет достигнут предел усталостного напряжения

3.11    диаметр ролика (roller diameter): Теоретический диаметр в радиальной плоскости, проходящей через середину симметричного ролика.

Примечание 1 -Для конического ролика соответствующий диаметр равен среднему значению диаметров воображаемых кромок большого (сферического) и малого (плоского) торца ролика

Примечание 2- Для асимметричного выпуклого ролика соответствующий диаметр равен диаметру в точке контакта между роликом и безбортиковой дорожкой качения при нулевой нагрузке

3.12    эффективная длина ролика (effective roller length): Максимальная теоретическая длина контакта ролика с той дорожкой качения, где этот контакт короче.

Примечание - За длину контакта обычно принимают либо расстояние между воображаемыми кромками ролика, за вычетом номинальных фасок ролика, либо ширину дорожки качения за вычетом галтелей, в зависимости от того, что меньше

2

ГОСТ 18855-2013

3.13    номинальный угол контакта (nominal contact angle): Угол между плоскостью, перпендикулярной оси подшипника, (радиальной плоскостью) и номинальной линией действия результирующей сил. передаваемых кольцом подшипника на тело качения.

Примечание - Для подшипников с ассиметричными роликами номинальный угол контакта определяется контактом с безбортиковой дорожкой качения

3.14    диаметр центровой окружности шариков (pitch diameter of ball set): Диаметр окружности, проходящей через центры шариков одного ряда подшипника.

3.15    диаметр центровой окружности роликов (pitch diameter of roller set): Диаметр окружности, проходящей через середины роликов одного ряда подшипника.

Примечание - Серединой ролика считается проекция середины образующей (цилиндрической или конической) поверхности ролика на ось ролика

3.16    нормальные условия эксплуатации (conventional operating conditions): Условия, которые можно считать преобладающими для подшипников, которые должным образом установлены и защищены от загрязнения, надлежащим образом смазаны, обычным способом нагружены, не подвергаются резкому изменению температур и скорости вращения.

3.17    относительная вязкость (viscosity ratio): Отношение фактической кинематической вязкости масла при рабочей температуре к номинальной кинематической вязкости, требуемой для надлежащей смазки.

3.18    параметр смазочной пленки (film parameter): Отношение толщины смазочной пленки к совместной среднеквадратичной. СКЗ. шероховатости поверхностей, применяемое для оценки влияния условий смазки на ресурс подшипника.

3.19    пьезокоэффициент вязкости (pressure-viscosity coefficient): Параметр, характеризующий впияние давления масла на вязкость масла в контакте тела качения.

3.20    индекс вязкости (viscosity index): Показатель, характеризующий степень влияния температуры на вязкость смазочных масел.

3.21    опорный торец (back face): Торец кольца подшипника, предназначенный для восприятия осевой нагрузки.

3.22    неопорный торец (front face): Торец кольца подшипника, не предназначенный для восприятия осевой нагрузки.

3.23    сдвоенный подшипник (paired mounting): Два подшипника, установленных рядом на одном валу так. что они работают как единый узел.

3.24    комплект подшипников (stack mounting): Три или более подшипника, установленных рядом на одном валу так. что они работают как единый узел.

3.25    комплектный подшипник (matched rolling bearing): Подшипник качения, входящий в состав сдвоенного подшипника или в комплект подшипников.

3.26    компоновка по схеме тандем (схема Т) (tandem arrangement): Сдвоенный подшипник или комплект подшипников, смонтированный опорным торцом наружного (свободного) кольца комплектного подшипника к неопорному торцу наружного (свободного) кольца соседнего комплектного подшипника.

Примечание - Для упорного и упорно-радиального подшипника указанные торцы касаются не непосредственно, а через специально подобранное дистанционное кольцо

3.27    компоновка по схеме О (схема О) (back-to-back arrangement): Сдвоенный подшипник, смонтированный опорными торцами наружных колец комплектных подшипников друг к другу.

3.28    компоновка по схеме X (схема X) (face-to-face arrangement): Сдвоенный подшипник, смонтированный неопорными торцами наружных колец комплектных подшипников друг к другу.

Примечание - Термины 3 21-3.28. приведенные в ИСО 5593. используются в настоящем стандарте

4 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения: a,so - системный коэффициент модификации ресурса;

а, - коэффициент модификации ресурса по вероятности безотказной работы;

ГОСТ 18855-2013

b_m - оценочный коэффициент для современной, обычно применяемой, закаленной подшипниковой стали хорошего качества, в условиях хорошо налаженного производства, величина которого меняется в зависимости от типа и конструкции подшипника;

С_э - динамическая осевая грузоподъемность в ньютонах:

С, -динамическая радиальная грузоподъемность в ньютонах;

С_и - предел усталостной нагрузки в ньютонах:

Соа - статическая осевая грузоподъемность' в ньютонах;

Со - статическая радиальная грузоподъемность' в ньютонах;

D - наружный диаметр подшипника в миллиметрах;

-    диаметр центровой окружности шариков или роликов в миллиметрах;

D¹ - номинальный диаметр шарика в миллиметрах;

О¹,    - диаметр ролика, применяемый при расчете грузоподъемности в миллиметрах;

d - диаметр отверстия подшипника в миллиметрах;

е - предельное значение отношения FJF,, определяющее значения коэффициентов X и У; вс - коэффициент загрязнения;

F_a - осевая нагрузка подшипника (осевая составляющая фактической нагрузки подшипника) в ньютонах;

F, - радиальная нагрузка подшипника (радиальная составляющая фактической нагрузки подшипника) в ньютонах:

f_e - коэффициент, зависящий от геометрии деталей подшипника, точности изготовления различных деталей и материала;

f₀ - коэффициент для расчета статической грузоподъемности ;

/    - число рядов тел качения;

L_nm - модифицированный ресурс в миллионах оборотов;

Lwe эффективная длина ролика, применяемая для расчета грузоподъемности, в миллиметрах;

Lio - номинальный ресурс в миллионах оборотов; п - частота вращения в минутах в минус первой степени; п - подстрочный индекс вероятности отказа в процентах;

Р - динамическая эквивалентная нагрузка в ньютонах;

Р₃ - динамическая эквивалентная осевая нагрузка в ньютонах:

Р. -динамическая эквивалентная радиальная нагрузка в ньютонах;

S - вероятность безотказной работы в процентах;

X - коэффициент динамической радиальной нагрузки:

У - коэффициент динамической осевой нагрузки;

Z - число тел качения в однорядном подшипнике; число тел качения в одном ряду многорядного подшипника с одинаковым числом тел качения в каждом ряду; а - номинальный угол контакта в градусах; к    - относительная вязкость »/щ;

Л    - параметр смазочной пленки;

v - фактическая кинематическая вязкость при рабочей температуре в квадратных миллиметрах в секунду;

г, - номинальная кинематическая вязкость, необходимая для достижения надлежащих условий смазки, в квадратных миллиметрах в секунду;

а - (действительное) напряжение, применяемое в критерии усталости, в ньютонах на квадратный миллиметр;

-    предел усталостного напряжения материала дорожки качения в ньютонах на квадратный миллиметр.

5 Радиальные и радиально-упорные шариковые подшипники

5.1    Динамическая радиальная грузоподъемность

5.1.1    Динамическая радиальная грузоподъемность отдельных подшипников

Динамическую радиальную грузоподъемность радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников вычисляют по формулам

C,=Vc(iC0Sa)°'⁷2^J'³0L⁸

для D_w S 25.4 мм

C, = 3,647b^f_c (/ cosa)⁰*⁷ 2^2/3Di⁴

для Dw > 25.4 мм. Значения b„ и fc приведены в таблицах 1 и 2. соответственно. Таблица 1 — Значения Ьт для радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников

Тип подшипника Л* Радиальный или радиально-упорный шариковый подшипник (без паза для ввода шариков), вкла-дышный подшипник и шариковый сферический подшипник 1.3 Подшипник с пазом для ввода шариков 1.1

Значения этих коэффициентов применимы к подшипникам с радиусом поперечного сечения желоба дорожки качения не более 0.52 А* на внутренних кольцах радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников и не более 0.53 D_w на наружных кольцах радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников и на внутренних кольцах шариковых сферических подшипников.

Таблица 2 — Значения коэффициента fc для радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников

Dw СО$аа) Коэффициент fc Радиальный шариковый однорядный подшипник и радиаль-но-упорный шариковый однорядный или двухрядки подшипник Радиальный шариковый двухрядный подшипник Радиальный шариковый сферический однорядный и/v двухрядный подшипмк Радиальный шариковый однорядный разъемный подшипник (магнетный подшиптк) 0.01 29.1 27.5 9.9 9.4 0,02 35,8 33,9 12.4 11.7 0,03 40.3 38,2 14.3 13.4 0,04 43,8 41.5 15.9 14,9 0,05 46,7 44,2 17.3 16,2 0,06 49.1 46.5 18.6 17,4 0,07 51.1 48,4 19.9 18,5 0,08 52.8 50.0 21.1 19,5 0,09 54.3 51.4 22.3 20,6 0,10 55.5 52.6 23.4 21.5 0.11 56.6 53,6 24.5 22.5 0.12 57.5 54.5 25.6 23,4 0.13 58.2 55.2 26.6 24,4 0.14 58.8 55.7 27.7 25,3 0,15 59.3 56.1 28.7 26,2

5

1

Определение, метод расчета и значения Со», Сс, и см в ГОСТ 18854

4