ГОСТ 18854-94
(ИСО 76-87)
Группа Г02
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ
Статическая грузоподъемность
Rolling bearings. Static load ratings
МКС 21.100.20
ОКП 46 0000
Дата введения 1997-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 6 от 21 октября 1994 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование государства | Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика | Азгосстандарт |
Республика Армения | Армгосстандарт |
Республика Белоруссия | Белстандарт |
Республика Грузия | Грузстандарт |
Республика Казахстан | Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизская Республика | Киргизстандарт |
Республика Молдова | Молдовастандарт |
Российская Федерация | Госстандарт России |
Республика Узбекистан | Узгосстандарт |
Украина | Госстандарт Украины |
Настоящий стандарт представляет собой полный аутентичный текст ИСО 76-87* "Подшипники качения. Статическая грузоподъемность" и содержит дополнительные требования, отражающие потребности экономики страны
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить перейдя по ссылке на сайт http://shop.cntd.ru. - Примечание изготовителя базы данных.
3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 14 февраля 1996 г. N 63 межгосударственный стандарт ГОСТ 18854-94 (ИСО 76-87) введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1997 г.
4 ВЗАМЕН ГОСТ 18854-82
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Декабрь 2007 г.
Под влиянием умеренных статических нагрузок на телах и дорожках качения подшипников появляются остаточные деформации, постепенно возрастающие с увеличением нагрузки.
Установить, в какой мере деформации, появившиеся в процессе эксплуатации подшипника, соответствуют деформациям в подшипниках при испытаниях в лабораторных условиях весьма затруднительно и экономически нецелесообразно. Поэтому необходимы методы, обосновывающие правильность выбора подшипников соответствующим условиям работы.
Опыт показывает, что общая остаточная деформация, равная 0,0001 диаметра тела качения в наиболее тяжелонагруженной зоне контакта тела качения и дорожки качения, допускается в большинстве случаев применения подшипников без последующего ухудшения их работы.
Эта деформация возникает при приложении эквивалентной статической нагрузки, равной расчетной статической грузоподъемности подшипника.
Испытания, проведенные в разных странах, показывают, что нагрузке, равной статической грузоподъемности подшипника, соответствуют расчетные значения контактных напряжений, в наиболее тяжело нагруженной зоне контакта тела качения и дорожки качения подшипника, равные:
4600 МПа - для радиальных шариковых самоустанавливающихся подшипников;
4200 МПа - для всех других типов радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников;
4000 МПа - для всех типов радиальных и радиально-упорных роликовых подшипников.
Формулы и коэффициенты для расчета базовой статической расчетной грузоподъемности основаны на значениях контактных напряжений.
Допустимая эквивалентная статическая нагрузка может быть меньше, равна или больше базовой статической грузоподъемности.
Она зависит от требований к плавности хода и к моменту трения так же, как и от действительной геометрии поверхностей контакта.
При отсутствии предварительных испытаний подшипников потребители должны консультироваться с изготовителями подшипников.
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт устанавливает методы расчета базовой статической грузоподъемности и статической эквивалентной нагрузки для подшипников качения в диапазоне размеров, приведенных в соответствующих стандартах.
При этом подразумевается, что подшипники изготовлены из высококачественной закаленной стали в условиях хорошо налаженного производства, имеют обычную конструкцию и формы контактных поверхностей.
Применение настоящего стандарта нецелесообразно для подшипников, работающих в условиях выхода площадки контакта на бортики колец или конструктивного уменьшения площадок контакта между телами качения и дорожками качения колец.
Это положение распространяется также на подшипники с отклонениями от обычного распределения нагрузки, например, при относительном смещении колец, при наличии предварительного натяга или чрезмерного зазора. При наличии перечисленных условий потребитель должен проконсультироваться у изготовителя подшипников в отношении рекомендаций по оценке статической эквивалентной нагрузки. Стандарт не распространяется на конструкции подшипников, в которых тела качения работают непосредственно по поверхности вала или корпуса, если эта поверхность не является эквивалентной во всех отношениях поверхностям подшипника с наружным или внутренним кольцами. При расчете двухрядные подшипники и двойные упорные подшипники рассматриваются симметричными.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем стандарте использована ссылка на следующий стандарт: ИСО 5593-84 Подшипники качения. Терминологический словарь
3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 Статическая нагрузка: нагрузка, действующая на подшипник, кольца которого не вращаются относительно друг друга.
3.2 Базовая статическая радиальная грузоподъемность 
- статическая радиальная нагрузка, которая соответствует расчетным контактным напряжениям в центре наиболее тяжело нагруженной зоны контакта, тела качения и дорожки качения подшипника, равным:
4600 МПа - для радиальных шариковых самоустанавливающихся подшипников;
4200 МПа - для всех других типов радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников;
4000 МПа - для всех радиальных и радиально-упорных роликовых подшипников.
Для однорядных радиально-упорных подшипников радиальная грузоподъемность соответствует радиальной составляющей нагрузки, вызывающей чисто радиальное смещение подшипниковых колец относительно друг друга.
Примечание - Возникающая при этих контактных напряжениях общая остаточная деформация тела качения и дорожки качения приблизительно равна 0,0001 диаметра тела качения.
3.3 Базовая статическая осевая грузоподъемность 
- статическая центральная осевая нагрузка, которая соответствует расчетным контактным напряжениям в центре наиболее тяжело нагруженной зоны контакта тела качения и дорожки качения подшипника, равным:
4200 МПа - для упорных и упорно-радиальных шариковых подшипников;
4000 МПа - для всех упорных и упорно-радиальных роликовых подшипников.
Примечание - Возникающая при этих контактных напряжениях общая остаточная деформация тела качения и дорожки качения приблизительно равна 0,0001 диаметра тела качения.
3.4 Статическая эквивалентная радиальная нагрузка 
- статическая радиальная нагрузка, которая должна вызвать такие же контактные напряжения в наиболее тяжело нагруженной зоне контакта тела качения и дорожки качения подшипника, как и в условиях действительного нагружения.
3.5 Статическая эквивалентная осевая нагрузка 
- статическая центральная осевая нагрузка, которая должна вызвать такие же контактные напряжения в наиболее тяжело нагруженной зоне контакта тела качения и дорожки качения подшипника, как и в условиях действительного нагружения.
3.6 Диаметр ролика (для расчета грузоподъемности) 
- диаметр ролика в среднем сечении.
Примечание - Для конического ролика диаметр для расчета грузоподъемности равен среднему значению диаметров в теоретических точках пересечения поверхности качения с большим и малым торцами ролика. Для асимметричного бочкообразного ролика диаметр для расчета грузоподъемности равен диаметру в точке контакта бочкообразного ролика с дорожкой качения кольца подшипника без бортика при нулевой нагрузке.
3.7 Длина ролика (для расчета грузоподъемности) 
- наибольшая теоретическая длина контакта ролика и той дорожки качения, где контакт является самым коротким.
Примечание - За длину контакта принимают расстояние между теоретическими точками пересечения поверхности качения и торцами ролика, за вычетом фасок ролика, или ширину дорожки качения, за вычетом галтелей (проточек). При этом выбирают меньшее значение.
3.8 Номинальный угол контакта 
- угол между радиальным направлением и прямой линией, проходящей через точки контакта тел качения колец в осевом сечении подшипника; для дорожки качения с прямолинейной образующей - угол между радиальным направлением и линией, перпендикулярной к образующей дорожке качения наружного кольца.
3.9 Диаметр окружности центров тел качения 
.
3.9.1 Диаметр окружности центров набора шариков - диаметр окружности, проходящей через центры шариков в одном ряду подшипника.
3.9.2 Диаметр окружности центров набора роликов - диаметр окружности, проходящей через оси роликов в среднем сечении роликов в одном ряду подшипника.
4 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
| - базовая статическая радиальная грузоподъемность, Н; |
| - базовая статическая осевая грузоподъемность, Н; |
| - диаметр окружности центров набора шариков или роликов, мм; |
| - диаметр шарика, мм; |
| - диаметр ролика для расчета грузоподъемности, мм; |
| - длина ролика для расчета грузоподъемности, мм; |
| - радиальная нагрузка на подшипник или радиальная составляющая нагрузки, действующая на подшипник, Н; |
| - осевая нагрузка на подшипник или осевая составляющая нагрузки, действующей на подшипник, Н; |
| - статическая эквивалентная радиальная нагрузка, Н; |
| - статическая эквивалентная осевая нагрузка, Н; |
| - коэффициент статической радиальной нагрузки; |
| - коэффициент статической осевой нагрузки; |
| - число шариков или роликов в однорядном подшипнике; число тел качения в одном ряду многорядного подшипника при одинаковом числе их в каждом ряду; |
| - коэффициент, зависящий от геометрии деталей подшипника и от применяемых уровней напряжения; |
| - число рядов тел качения в подшипнике; |
| - номинальный угол контакта подшипника, ...°. |
5 ПОДШИПНИКИ РАДИАЛЬНЫЕ И РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЕ ШАРИКОВЫЕ
5.1 Базовая статическая радиальная грузоподъемность
Базовую статическую радиальную грузоподъемность для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников рассчитывают по формуле
. (1)
Значения коэффициента 
для шариковых подшипников приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Значение коэффициента для шариковых подшипников
|
| ||
радиальных | самоустанавливающихся | упорных | |
0,00 | 14,7 | 1,9 | 61,6 |
0,01 | 14,9 | 2,0 | 60,8 |
0,02 | 15,1 | 2,0 | 59,9 |
0,03 | 15,3 | 2,1 | 59,1 |
0,04 | 15,5 | 2,1 | 58,3 |
0,05 | 15,7 | 2,1 | 57,5 |
0,06 | 15,9 | 2,2 | 56,7 |
0,07 | 16,1 | 2,2 | 55,9 |
0,08 | 16,3 | 2,3 | 55,1 |
0,09 | 16,5 | 2,3 | 54,3 |
0,10 | 16,4 | 2,4 | 53,5 |
0,11 | 16,1 | 2,4 | 52,7 |
0,12 | 15,9 | 2,4 | 51,9 |
0,13 | 15,6 | 2,5 | 51,2 |
0,14 | 15,4 | 2,5 | 50,4 |
0,15 | 15,2 | 2,6 | 49,6 |
0,16 | 14,9 | 2,6 | 48,8 |
0,17 | 14,7 | 2,7 | 48,0 |
0,18 | 14,4 | 2,7 | 47,3 |
0,19 | 14,2 | 2,8 | 46,5 |
0,20 | 14,0 | 2,8 | 45,7 |
0,21 | 13,7 | 2,8 | 45,0 |
0,22 | 13,5 | 2,9 | 44,2 |
0,23 | 13,2 | 2,9 | 43,5 |
0,24 | 13,0 | 3,0 | 42,7 |
0,25 | 12,8 | 3,0 | 41,9 |
0,26 | 12,5 | 3,1 | 41,2 |
0,27 | 12,3 | 3,1 | 40,5 |
0,28 | 12,1 | 3,2 | 39,7 |
0,29 | 11,8 | 3,2 | 39,0 |
0,30 | 11,6 | 3,3 | 38,2 |
0,31 | 11,4 | 3,3 | 37,5 |
0,32 | 11,2 | 3,4 | 36,8 |
0,33 | 10,9 | 3,4 | 36,0 |
0,34 | 10,7 | 3,5 | 35,3 |
0,35 | 10,5 | 3,5 | 34,6 |
0,36 | 10,3 | 3,6 | |
0,37 | 10,0 | 3,6 | |
0,38 | 9,8 | 3,7 | |
0,39 | 9,6 | 3,8 | |
0,40 | 9,4 | 3,8 | |
Примечание - Значения | |||
МПа и коэффициентом Пуассона, равным 0,3.
Принято такое распределение нагрузки между телами качения, при котором нагрузка на наиболее нагруженный шарик в шариковых радиальных и радиально-упорных подшипниках равна 
, а в шариковых упорных и упорно-радиальных подшипниках 
. для промежуточных значений 
получают линейным интерполированием.
Формула (1) распространяется на подшипники с радиусом дорожки качения в поперечном сечении не более 0,52
- для внутренних колец шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников и 0,53 - для наружных колец шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников и для внутренних колец шариковых радиальных двухрядных самоустанавливающихся подшипников.
Грузоподъемность не всегда увеличивается при применении меньшего радиуса желоба, но она уменьшается при применении радиуса большего, чем радиусы, указанные выше. В последнем случае следует применять соответственно уменьшенное значение .
5.1.1 Комплекты подшипников
5.1.1.1 Базовая статическая радиальная грузоподъемность для двух одинаковых однорядных шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении широкими или узкими торцами друг к другу и образующих общий подшипниковый узел, равна удвоенной номинальной грузоподъемности одного однорядного подшипника.
5.1.1.2 Базовая статическая радиальная грузоподъемность двух и более одинаковых однорядных шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении их по схеме тандем (последовательно) в случае их точного изготовления и равномерного распределения нагрузки равна номинальной грузоподъемности одного однорядного подшипника, умноженной на число подшипников.
5.2 Статическая эквивалентная радиальная нагрузка
Статическая эквивалентная радиальная нагрузка для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников равна большей из двух значений, рассчитанных по формулам:
; (2)
. (3)
Значения коэффициентов 
и 
приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Значения коэффициентов и для радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников
Тип подшипника |
|
|
|
|
для однорядных подшипников | для двухрядных подшипников | |||
Радиальные* | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 0,5 |
Радиально-упорные при | ||||
15° | 0,5 | 0,46 | 1,0 | 0,92 |
20° | 0,5 | 0,42 | 1,0 | 0,84 |
25° | 0,5 | 0,38 | 1,0 | 0,76 |
30° | 0,5 | 0,33 | 1,0 | 0,66 |
35° | 0,5 | 0,29 | 1,0 | 0,58 |
40° | 0,5 | 0,26 | 1,0 | 0,52 |
45° | 0,5 | 0,22 | 1,0 | 0,44 |
Самоустанавливающиеся | 0,5 | 0,22 | 1,0 | 0,44 |
* Допустимое максимальное значение | ||||
0°
зависит от конструкции подшипника (внутренний зазор и глубина желоба). 
12° см. приложение А.
Значения для промежуточных углов контакта получают линейным интерполированием.
5.2.1 Комплекты подшипников
5.2.1.1 При расчете статической эквивалентной радиальной нагрузки для двух одинаковых однорядных радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении широкими или узкими торцами друг к другу и образующих общий подшипниковый узел, используют значения и для двухрядных подшипников, а значения 
и 
принимают в качестве общей нагрузки, действующей на весь комплект.
5.2.1.2 При расчете статической эквивалентной радиальной нагрузки для двух и более одинаковых однорядных шариковых радиальных или радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу по схеме тандем, используют значения и для однорядных подшипников, а значения и принимают в качестве общей нагрузки, действующей на весь комплект.
6 ПОДШИПНИКИ УПОРНЫЕ И УПОРНО-РАДИАЛЬНЫЕ ШАРИКОВЫЕ
6.1 Базовая статическая осевая грузоподъемность
Базовую статическую осевую грузоподъемность для одинарных или двойных шариковых упорных и упорно-радиальных подшипников рассчитывают по формуле
, (4)
где 
- число шариков, воспринимающих нагрузку в одном направлении.
Значения приведены в таблице 1.
Формула (4) действительна для подшипников с радиусом дорожки качения в поперечном сечении не более 0,54.
Грузоподъемность подшипника не всегда увеличивается при применении меньшего радиуса желоба, но уменьшается при применении большего радиуса.
В последнем случае следует использовать соответственное уменьшенное значение .
6.2 Статическая эквивалентная осевая нагрузка
Статическую эквивалентную осевую нагрузку для шариковых упорно-радиальных подшипников 
рассчитывают по формуле
. (5)
Формула (5) действительна для двойных подшипников при всех соотношениях радиальной и осевой нагрузок.
Для одинарных подшипников, воспринимающих нагрузку в одном направлении, формула действительна в том случае, если значения 
, и дает вполне приемлемые значения при 
до 0,67
.
Упорные подшипники (
) могут воспринимать только осевые нагрузки. Статическую эквивалентную осевую нагрузку для данного типа подшипника рассчитывают по формуле
. (6)
7 ПОДШИПНИКИ РАДИАЛЬНЫЕ И РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЕ РОЛИКОВЫЕ
7.1 Базовая статическая радиальная грузоподъемность
Базовую статическую радиальную грузоподъемность для роликовых радиальных и радиально-упорных подшипников рассчитывают по формуле
. (7)
7.1.1. Комплекты подшипников
7.1.1.1 Базовая статическая радиальная грузоподъемность для двух одинаковых однорядных роликовых подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении широкими или узкими торцами друг к другу и образующих общий подшипниковый узел, равна удвоенной номинальной грузоподъемности одного однорядного подшипника.
7.1.1.2 Базовая статическая радиальная грузоподъемность двух и более одинаковых однорядных роликовых подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении их по схеме тандем (последовательно), в случае их точного изготовления и равномерного распределения нагрузки, равна номинальной грузоподъемности одного однорядного подшипника, умноженной на число подшипников.
7.2 Статическая эквивалентная радиальная нагрузка
Статическая эквивалентная радиальная нагрузка для радиально-упорных подшипников (
) равна большему значению из двух значений, рассчитанных по формулам:
; (8)
. (9)
Значения коэффициентов и приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Значения коэффициентов и для радиально-упорных роликовых подшипников (°)
Тип подшипника |
|
|
Однорядные | 0,5 | 0,22 |
Двухрядные | 1,0 | 0,44 |
Статическую эквивалентную радиальную нагрузку для роликовых радиальных подшипников (
), которые воспринимают только радиальную нагрузку, рассчитывают по формуле
. (10)
Примечание - Способность роликовых радиальных подшипников () воспринимать осевые нагрузки в значительной степени зависит от конструктивного исполнения подшипника. Поэтому потребитель должен проконсультироваться у изготовителя и получить соответствующие рекомендации относительно оценки эквивалентной нагрузки в тех случаях, где радиальные подшипники () подвергаются осевой нагрузке.
7.2.1 Комплекты подшипников
7.2.1.1 При определении статической эквивалентной радиальной нагрузки для двух одинаковых однорядных роликовых радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении широкими или узкими торцами друг к другу и образующих общий подшипниковый узел, используют значения коэффициентов и для двухрядных подшипников, а значения и принимают в качестве общей нагрузки, действующей на весь комплект.
7.2.1.2 При определении статической эквивалентной радиальной нагрузки для двух или более одинаковых однорядных роликовых радиально-упорных подшипников, установленных рядом на одном валу по схеме "тандем", используют значения коэффициентов и для однорядных подшипников, а значения и принимают в качестве общей нагрузки, действующей на весь комплект.
8 ПОДШИПНИКИ УПОРНЫЕ И УПОРНО-РАДИАЛЬНЫЕ РОЛИКОВЫЕ
8.1 Базовую статическую осевую грузоподъемность одинарных и двойных роликовых упорных и упорно-радиальных подшипников рассчитывают по формуле
, (11)
где - число роликов, воспринимающих нагрузку в одном направлении.
В тех случаях, когда ролики имеют различную длину, 
определяют как сумму длин (2.7) всех роликов, воспринимающих нагрузку в одном направлении.
8.1.1 Комплекты подшипников
Базовая статическая осевая грузоподъемность для двух и более одинаковых одинарных роликовых упорных подшипников, установленных рядом на одном валу при расположении их по схеме "тандем" при условии их точного изготовления и равномерного распределения нагрузки, равна номинальной грузоподъемности одного одинарного подшипника, умноженной на число подшипников.
8.2 Статическая эквивалентная осевая нагрузка
Статическую эквивалентную осевую нагрузку для роликовых упорно-радиальных подшипников 
рассчитывают по формуле
. (12)
Формула (12) действительна для всех соотношений радиальной и осевой нагрузок в случае двойных подшипников.
Для одинарных подшипников формула действительна при соотношении 
и дает вполне приемлемые значения при 
до 0,67 включительно.
Роликовые упорные подшипники (
) могут воспринимать только осевые нагрузки. Статическую эквивалентную осевую нагрузку для данного типа подшипника рассчитывают по формуле
. (13)
8.2.1 Комплекты подшипников
При расчете статической эквивалентной осевой нагрузки для двух или более одинаковых роликовых упорных подшипников, установленных рядом на одном валу по схеме "тандем" (парный монтаж и монтаж нескольких подшипников), значения и принимают в качестве нагрузки, действующей на весь комплект.
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное). ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ X(o) и Y(o) ДЛЯ ШАРИКОВЫХ РАДИАЛЬНЫХ И РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ 
и 
ДЛЯ ШАРИКОВЫХ РАДИАЛЬНЫХ И РАДИАЛЬНО-УПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВ
Тип подшипника |
|
|
|
|
для однорядных подшипников | для двухрядных подшипников | |||
Радиально-упорные при | 0,5 | 0,47 | 1,0 | 0,94 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное). ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ОТРАЖАЮЩИЕ ПОТРЕБНОСТИ ЭКОНОМИКИ СТРАНЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(обязательное)
1 Расчет по ИСО 76-87 обеспечивает для стандартных подшипников определение наименьших значений базовой статической грузоподъемности.
2 Изготовитель на основе проведения работ по совершенствованию конструкции подшипников, применяемых материалов и технологии производства после соответствующих испытаний может устанавливать и гарантировать значения базовой статической грузоподъемности, превышающие значения, полученные по расчету, приведенному в настоящем стандарте.
3 При наличии в стандарте на соответствующий тип и размер подшипника значения статической грузоподъемности, превышающего значение, полученное расчетом по настоящему стандарту, изготовитель должен гарантировать указанное в стандарте более высокое значение.