МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

ГОСТ

32305—

2013

(ISO 15312:2003)

Подшипники качения

НОМИНАЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ

Расчет и коэффициенты

(ISO 15312:2003, MOD)

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(ИСО 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
Российская Федерация	RU	Росстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт

4    Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту ISO 15312:2003 Rolling bearings - Thermal speed rating - Calculation and coefficients (Подшипники качения. Номинальная тепловая частота вращения. Расчет и коэффициенты) путем внесения дополнительных положений, что обусловлено различием размерных серий подшипников по стандартам ISO и ГОСТ, а также путем изменения нормативных ссылок, что обусловлено отсутствием соответствующих идентичных стандартов. При этом разделы 1, 3, 4, 5, 6, 7 и приложения А и Б идентичны, а дополнительные положения приведены в приложениях В и Г.

Разъяснение причин их внесения приведены в примечаниях в приложениях В и Г.

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

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

Международный стандарт разработан подкомитетом ISO/TC4/SC8 «Грузоподъемность и ресурс» технического комитета по стандартизации ISO/TC 4 «Подшипники качения» Международной организации по стандартизации (ISO).

Перевод с английского языка (ел).

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого разработан настоящий межгосударственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Росстандарте.

Степень соответствия - модифицированная (MOD)

5    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 октября 2013 г. № 1302-ст ГОСТ 32305-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2015 г. ¹

ГОСТ 32305-2013

Потерю мощности на трение в подшипнике, работающем при номинальной тепловой частоте вращения при базовых условиях, вычисляют следующим образом:

К ⁼ 3^TW^{(Mor + М1г) =    [10-7}'^/or(v" ^п^^2/Ч™ + Аг ^р1с -    (7)

М_0г = 10 ² ■ f_0r(v_r ЩсУ?³ ,

«1г Лг Plr

Поток теплоотдачи подшипника качения при базовых условиях вычисляют исходя из базовой плотности потока теплоотдачи q_r и базовой площади поверхности теплоотдачи А_г:

Ф_г = <?г А    (Ю)

Исходя из равенства (7) для потери мощности на трение и равенства (10) для выделяемого теплового потока уравнение для определения номинальной тепловой частоты вращения п_вг принимает следующий вид:

₃₀ .    [10 ² ■    ^m + flr ^Р1г^ш\ = Яг^1    (11)

Номинальную тепловую частоту вращения п_вг определяют из уравнения (11) методом последовательных приближений, который приведен в приложении В.

7 Пояснения

Максимальная допустимая частота вращения подшипника может ограничиваться различными условиями, как например, допустимая температура (наиболее частое условие, лежащее в основе ограничения), обеспечение удовлетворительного смазывания с учетом центробежных сил, предотвращение разрушения компонентов подшипника, кинематика качения, вибрация, производство шума, наличие уплотнений и т. д.

В данном стандарте как ограничительное условие для определения скоростных возможностей подшипника используется температура подшипника.

Скоростные возможности выражаются в виде номинальной тепловой частоты вращения. Она рассчитывается при единых базовых условиях. Номинальная тепловая частота вращения может существенно отличаться от частоты вращения уже ранее опубликованной производителями подшипников в их каталогах, поскольку базовые условия, избранные для данного стандарта, могут быть иными.

Трение в подшипнике преобразуется в тепло, вследствие чего температура подшипника повышается до тех пор, пока не будет достигнут баланс между производством тепла и теплоотдачей.

Момент трения, независимый от нагрузки, М₀, учитывает вязкое трение в подшипнике и зависит от типа подшипника качения, размера (среднего диаметра подшипника качения), частоты вращения и условий смазывания. Эти условия включают в себя метод смазывания, тип смазочного материала, его кинематическую вязкость и количество.

Момент трения, зависимый от нагрузки, М-\, учитывает механическое трение и зависит от типа подшипника качения, размера (среднего диаметра подшипника качения), значения и направления нагрузки.

Фактическая плотность теплового потока может отличаться от принятых в данном стандарте значений, завися от изменений сопротивления трения, согласно уравнению для потока тепловыделения. Например, конструкция корпуса, условия окружающей среды и трение в подшипнике имеют большое влияние на плотность теплового потока.

ГОСТ 32305-2013

Приложение Б (справочное)

Номинальная тепловая частота вращения для подшипников качения при смазывании пластичным смазочным материалом

Б.1 Основные положения

Номинальная тепловая частота вращения при смазывании пластичным смазочным материалом рассчитывается тем же образом, что и при смазывании методом масляной ванны.

У подшипников с пластичным смазочным материалом момент трения, не зависимый от нагрузки, М_0г, не является постоянным в течение времени работы. Поэтому базовая температура G_r, равная 70 °С, определяется как температура, которая достигается после работы в течение от 10 до 20 часов, когда номинальная тепловая частота вращения при базовых условиях, приведенных в Б.2 и Б.З, будет равна номинальной тепловой частоте вращения при смазывании методом масляной ванны.

Б.2 Условия смазывания

Для смазывания пластичным смазочным материалом приняты следующие базовые условия.

Тип смазочного материала: литиевый мыльный пластичный смазочный материал на основе минерального масла. Кинематическая вязкость базового масла от 100 мм²/с до 200 мм²/с при 40 °С (например 150 мм²/с при 40 °С).

Количество смазочного материала: примерно 30 % от свободного объема подшипника.

Б.З Коэффициенты f_0r и fi,-

После работы в течение от 10 до 20 часов принимается то же значение коэффициента for, что и при смазывании методом масляной ванны. Сразу после повторного смазывания можно применять удвоенное значение коэффициента for при смазывании методом масляной ванны. В конце длительного рабочего периода, непосредственно перед повторным смазыванием, можно принять значение fo_r для смазывания методом масляной ванны, уменьшенное на 25 %, однако в этом случае следует рассматривать риск масляного голодания.

Значение коэффициента fi_r для консистентной смазки то же самое, что и при смазывании методом масляной ванны.

10

Приложение Д (справочное)

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам

Обозначение и наименование международного стандарта	Степень соответ ствия	Обозначение и наименование межгосударственного стандарта
ISO 76:2006 Подшипники качения. Статическая грузоподъемность	MOD	ГОСТ 18854-2013 (ISO 76:2006)" Подшипники качения. Статическая грузоподъемность
Внесенные технические отклонения обеспечивают выполнение требований настоящего стандарта

14

ГОСТ 32305-2013

Библиография [1] Международный стандарт ИСО 15:1998 (ISO 15:1998) Подшипники качения. Радиальные и радиально-упорные подшипники. Присоединительные размеры, общая программа (Rolling bearings — Radial bearings — Boundary dimensions, general plan) [2] Международный стандарт ИСО 104:2002 (ISO 104:2002) Подшипники качения. Упорные и упорно-радиальные подшипники. Присоединительные размеры, общая программа (Rolling bearings — Thrust bearings — Boundary dimensions, general plan) [3] Международный стандарт ИСО 3031:2000 (ISO 3031:2000) Подшипники качения. Упорная сборка игольчатых роликов и сепаратора, упорные кольца. Присоединительные размеры и допуски (Rolling bearings — Thrust needle roller and cage assemblies, thrust washers — Boundary dimensions and tolerances) [4] Межгосударственный стан- Подшипники качения. Присоединительные размеры

дарт ГОСТ 3478-2012

[5] Palmgren, A., Ball and Roller Bearing Engineering, 3rd ed., Burbank, Philadelphia, 1959 (Техника шариковых и роликовых подшипников)

15

УДК 621.822:006.74    МКС    21.100.20    Группа Г16 ОКП 46000

Ключевые слова: подшипники качения, номинальная тепловая частота вращения, расчет, коэффициенты, базовые условия, теплота трения, теплоотдача

Подписано в печать 01.04.2014. Формат 60х84¹/в.

Уел. печ. л. 2,33. Тираж 31 экз. Зак. 1493

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» 123995 Москва, Гранатный пер., 4. www.gostinfo.ru    info@gostinfo.ru

ГОСТ 32305-2013

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

ГОСТ 32305-2013

© 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 32305-2013

СТАНДАРТ

Подшипники качения НОМИНАЛЬНАЯ ТЕПЛОВАЯ ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ Расчет и коэффициенты

Rolling bearings. Thermal speed rating. Calculation and coefficients

Дата введения — 2015—07—01

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет номинальную тепловую частоту вращения подшипников, смазываемых методом масляной ванны, и устанавливает принципы расчета для нахождения значения данного параметра. Параметр, определенный в соответствии с настоящим стандартом, применим к подшипникам качения, выполненным по сериям и размерам стандартной конструкции или такой конструкции, которая с точки зрения трения может быть отнесена к подшипнику стандартной конструкции.

В большинстве случаев для стандартных узлов допустимая температура определяет максимум рабочей частоты вращения. Нагрев узла в таких случаях производится подшипником.

Данный стандарт не распространяется на упорные шариковые подшипники, поскольку кинематические эффекты в этих подшипниках не позволяют применять номинальную тепловую частоту вращения, определенную в данном стандарте.

Примечания

1    В приложениях А и Г приведены средние значения коэффициентов for и fi_r. Коэффициент fo, служит для расчета потерь на вязкое трение подшипника, смазываемого методом масляной ванны, a fi_r - для расчета потерь на механическое трение подшипника.

2    В приложении Б определены базовые условия при смазывании пластичным смазочным материалом. Базовые условия выбраны так, чтобы номинальная тепловая частота вращения при смазывании пластичным смазочным материалом была идентична номинальной тепловой частоте вращения при смазывании методом масляной ванны.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы.

ГОСТ 18854-2013 (ISO 76:2006) Подшипники качения. Статическая грузоподъемность

ГОСТ 24810-2013 Подшипники качения. Внутренние зазоры

ГОСТ 24955-81 Подшипники качения. Термины и определения

ГОСТ 25256-2013 Подшипники качения. Допуски. Термины и определения

ISO 15241:2012 Подшипники качения. Обозначение величин*

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

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

Издание официальное

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ГОСТ 24955, ГОСТ 25256, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    номинальная тепловая частота вращения (thermal speed rating): Частота вращения внутреннего или тугого кольца, при которой достигается баланс между тепловой мощностью, производимой трением в подшипнике, и тепловым потоком, выделяемым через контактирующие с валом и корпусом поверхности подшипника, при базовых условиях.

Примечания

1    Номинальная тепловая частота вращения является одним из возможных критериев, которые позволяют сравнивать различные типы и размеры подшипников качения в отношении их пригодности для работы на высоких частотах вращения.

2    Механические и кинематические факторы, которые могли бы привести к дополнительным ограничениям частоты вращения, номинальная тепловая частота вращения не учитывает.

3.2    базовые условия (reference conditions): Условия, от которых зависит номинальная тепловая частота вращения:

a)    средняя температура неподвижного наружного или свободного кольца подшипника, т. е. базовая температура, и средняя температура окружающей среды, т. е. базовая внешняя температура;

b)    факторы, определяющие потери при трении в подшипнике, такие как:

-    значение и направление нагрузки на подшипник;

-    метод смазывания, тип смазочного материала, его кинематическая вязкость и количество;

-    другие базовые условия;

c)    тепловой поток, выделяемый подшипником качения, определяемый как произведение «базовой площади поверхности теплоотдачи подшипника» и «базовой плотности теплового потока, характерной для подшипника качения».

Примечание - Теплоотдача при базовых условиях основана на экспериментальных значениях и представляет теплоотдачу реальных подшипниковых узлов. Тем не менее она независима от действительной

конструкции подшипникового узла.

3.3    базовая площадь поверхности теплоотдачи (heat emitting reference surface area): Сумма площадей контакта между внутренним кольцом (тугим кольцом) и валом и между наружным кольцом (свободным кольцом) и корпусом, через которые происходит теплоотдача.

3.4    базовая нагрузка (reference load): Нагрузка на подшипник, определенная базовыми условиями, которая вызывает момент трения, зависящий от нагрузки.

3.5    базовый тепловой поток (reference heat flow): Тепловой поток, вызванный сопротивлением трения и выделяемый посредством теплопроводности через базовую поверхность теплоотдачи, когда подшипник работает при базовых условиях.

3.6    базовая плотность теплового потока (reference heat flow density): Отношение базового теплового потока к базовой площади поверхности теплоотдачи.

3.7    базовая внешняя температура (reference ambient temperature): Средняя температура окружающей среды подшипникового узла.

3.8    базовая температура (reference temperature): Средняя температура неподвижного наружного или свободного кольца подшипника при базовых условиях.

4    Обозначения и единицы измерения

В настоящем документе применены обозначения, данные в ISO 15241, а также приведенные в таблице 1.

Таблица 1- Обозначения и единицы измерения

Обозначе ние Наименование Единица измерения А Базовая площадь поверхности теплоотдачи мм^ В Ширина подшипника качения мм Соа Базовая статическая осевая грузоподъемность по ГОСТ 18854 Н Спг Базовая статическая радиальная грузоподъемность по ГОСТ 18854 Н d Диаметр отверстия подшипника мм

ГОСТ 32305-2013

Окончание таблицы 1

Обозначе ние Наименование Единица измерения А Базовая площадь поверхности теплоотдачи мм^ В Ширина подшипника качения мм Ооа Базовая статическая осевая грузоподъемность по ГОСТ 18854 Н Сог Базовая статическая радиальная грузоподъемность по ГОСТ 18854 Н d Диаметр отверстия подшипника мм Cfm Средний диаметр подшипника dm = 0,5 (D + сО мм Cfi Наружный диаметр тугого кольца роликового упорно-радиального сферического подшипника мм D Наружный диаметр подшипника мм Di Внутренний диаметр свободного кольца роликового упорно-радиального сферического подшипника мм for Коэффициент момента трения, независимого от нагрузки, при базовых условиях — fb Коэффициент момента трения, зависимого от нагрузки, при базовых условиях — Mn Момент трения, независимый от нагрузки Нмм M0r Момент трения, независимый от нагрузки, при базовых условиях и номинальной тепловой частоте вращения пВг Нмм M-i Момент трения, зависимый от нагрузки Нмм Mir Момент трения, зависимый от нагрузки, при базовых условиях и номинальной тепловой частоте вращения пвг Нмм n0r Номинальная тепловая частота вращения мин"1 NT Потеря мощности подшипника при базовых условиях на номинальной тепловой частоте вращения пвг Вт Pi г Базовая нагрузка Н qr Базовая плотность теплового потока Вт/мм^ T Ширина конического подшипника мм a Угол контакта О 0Ar Базовая внешняя температура °с вг Базовая температура °с vr Кинематическая вязкость смазочного материала при базовых условиях (при базовой температуре 9, подшипника качения) мм^/с Фг Базовый тепловой поток Вт

5 Базовые условия

5.1    Основные положения

Базовые условия в этом стандарте главным образом основаны на рабочих условиях наиболее часто используемых типов и размеров подшипников.

5.2    Базовые условия, определяющие образование теплоты трения

5.2.1    Базовые температуры

Базовая температура подшипника на неподвижном наружном или свободном кольце в_г равна

70 °С.

Базовая внешняя температура в_Аг равна 20 °С.

5.2.2    Базовая нагрузка

5.2.2.1    Для радиальных и радиально-упорных подшипников с углом контакта от 0° до 45° включительно базовой нагрузкой является чисто радиальная нагрузка, составляющая 5 % от базовой статической радиальной грузоподъемности С_0г (Р|_Г = 0,05 Со_г).

Для однорядного радиально-упорного подшипника базовая нагрузка относится к радиальной составляющей такой нагрузки, которая вызывает чисто радиальное смещение колец подшипника относительно друг друга.

5.2.2.2    Для упорных и упорно-радиальных подшипников с углом контакта более 45° до 90° включительно базовой нагрузкой является центральная осевая нагрузка, составляющая 2 % от базовой статической осевой грузоподъемности С_0а (Р_1г = 0,02 С_0а).

3

5.2.3    Смазывание

5.2.3.1    Смазочный материал: минеральное масло без противозадирных присадок, имеющее следующие значения кинематической вязкости v_r при 0_Г = 70 °С:

a)    для радиальных и радиально-упорных подшипников v_r = 12 мм²/с (32 мм²/с при 40 °С).

b)    для упорных и упорно-радиальных подшипников v_r = 24 мм²/с (68 мм²/с при 40 °С).

5.2.3.2    Метод смазывания: масляная ванна с уровнем масла, достигающем середины тела качения, находящегося в самом нижнем положении.

Примечание - Серединой шарика считают его центр. Серединой ролика считают точку пересечения средней плоскости ролика с осью ролика.

5.2.4    Другие базовые условия

5.2.4.1    Характеристики подшипника:

-    размерный диапазон, как у подшипников стандартного типа с диаметром отверстия до 1000 мм включительно;

-    внутренний зазор, соответствующий нормальной группе по ГОСТ 24810;

-    подшипник, не снабженный контактными уплотнениями;

-двухрядные радиальные и радиально-упорные подшипники, а также двойные упорные подшипники полагают симметричными;

-для подшипников качения, в которых тела качения работают непосредственно по валу или корпусу, полагают, что поверхности качения вала или корпуса эквивалентны во всех отношениях дорожкам качения колец подшипников, которые они заменяют.

5.2.4.2    Схема размещения подшипника:

-    ось вращения подшипника - горизонтальна;

Примечание - Для упорных роликовых цилиндрических и роликовых игольчатых подшипников следует обратить внимание, происходит ли доставка смазочного материала к самым верхним телам качения.

-    наружное или свободное кольцо - неподвижно;

-    установка радиально-упорного подшипника - с нулевым рабочим зазором.

5.3 Базовые условия, определяющие теплоотдачу

5.3.1 Базовая площадь поверхности теплоотдачи

Следующие площади поверхности определены как базовые площади поверхностей теплоотдачи А_г.

Рисунок 1

b) Для роликовых конических подшипников, см. рисунок 2 и формулу (2).

Примечание - Полная ширина подшипника, используемая вместо каждой конкретной ширины кольца, дает результаты, которые значительно лучше сходятся с опытными данными.

5.3.2 Базовая плотность теплового потока

Базовая плотность теплового потока q_r определена как:

При нормальных условиях применения могут быть приняты следующие значения базовой плотности теплового потока q_r, если разность базовых температур 0_Г и 0_Аг равна 50 °С.

Для радиальных и радиально-упорных подшипников (см. рисунок 5, кривая 1):

-    при А не более 50000 мм² q_r = 0,016 Вт/мм²;

, _А 4—0,34

- при А более 50000 мм    q_r = 0,016    Вт/мм    ;

Для упорных и упорно-радиальных подшипников (см. рисунок 5, кривая 2)

-    при А не более 50000 мм² q_r = 0,020 Вт/мм²;

, _А Ч-0Д6

- при А более 50000 мм    q_r = 0,020    Вт/мм    .

1    - радиальные и радиально-упорные подшипники

2    - упорные и упорно-радиальные подшипники

X - базовая площадь поверхности теплоотдачи А> мм² У - базовая плотность теплового потока q_r, Вт/мм²

Рисунок 5

6 Расчет номинальной тепловой частоты вращения

Расчет номинальной тепловой частоты вращения основан на энергетическом балансе в узле подшипника качения при базовых условиях. Потеря мощности в подшипнике при базовых условиях на номинальной тепловой частоте вращения равна тепловому потоку, выделяемому подшипником:

N_r = Ф_г.

1

ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

2