Атлас конструкций-2 (Решетов Д.Н. - Атлас конструкций), страница 6

Очень чувствительны к перекосам колец (допустимый перекос —до Г).Шариковые упорно-радиальные подшипники (тип 168000). Предназначены для восприятия осевых, но могут воспринимать и небольшиерадиальные нагрузки. Угол наклона контактной линии 45...60".Применяются при небольших частотах вращения. Менее, чемупорные шариковые, чувствительны к взаимному перекосу колец(допустимый перекос до 4').Роликовые упорно-радиальные сферические подшипники (тип9039000).

Способны воспринимать наряду с осевыми небольшиерадиальные нагрузки. Допускают значительный взаимный перекосколец (до 3°)-Листы351...356.Общийвиддеталейподшипниковкачения.Приведены шариковые радиальные однорядные, шариковые радиальные сферические двухрядные, роликовые радиальные с короткимицилиндрическими роликами, шариковые радиально-упорные однорядные, роликовые конические однорядные и шариковые упорныеоднорядные подшипники.Проектирование подшипников выполняется специализированными конструкторскими бюро. В настоящее время при проектированииособо напряженных узлов появилась тенденция к объединениюдеталей подшипника с прочими деталями узла. Например, дорожкакачения может быть выполнена непосредственно на валу, чтоповышает прочность вала в этом сечении без увеличения общихгабаритов.При проектировании подобных узлов конструктор должен располагать или рабочими чертежами деталей подшипников, илиданными о конструктивных соотношениях и требованиях к твердости, точности и шероховатости поверхностей этих деталей.Шероховатость рабочих поверхностей (дорожек качения) выбирается по нормам, принятым в подшипниковой промышленности,и зависит от класса точности, типа подшипника и его габаритов.Шероховатость торцов и посадочных поверхностей колец поГОСТ 520—89 «Подшипники шариковые и роликовые.

Техническиетребования» приведена в табл. 1.Таблица 1Шероховатость Ra (по ГОСТ 2789КлассНаименование поверхностейПосадочнаявнутреннегошипникаповерхностькольца под-Посадочнаяповерхностьнаружного кольца подшипникаПоверхность торцов колецподшипниковТОЧНОС1 И73). мкм.не более, для номинальных диаметровпосадочных поверхностей колецподшипников. ммДо 80св. 80 до 250св. 250 до 50001.251,252,56 и 54 и 20,630,321,250,631,250,6300,631,251,256 и 54 и 20,320,320,630,630,630,632,52,52,506 и 54 и 22,51 250,631,250,631,25Твердость колец и роликов, предназначенных для работы притемпературах до 100 С, должна быть в пределах:из стали марок ШХ15 и 18ХГТ -- 62...66 HRCЭ,из стали марки ШХ20СГ-61...65 HRCЭ,из стали марки ШХ15СГ-61...65 HRCЭ,- 12 —при этом для колец толщиной более 35 мм и роликов диаметромболее 55 мм — 59...63 HRCЭиз стали марки 20Х2Н44А— 59...66 HRCЭ.Листы 357...362.

Основные размеры и характеристики подшипников.В атласе приведены данные по наиболее распространенным радиальным и радиально-упорным подшипникам.В процессе проектирования конструктор должен выбрать тип,конструктивную разновидность и габаритные размеры подшипников.Среди большого разнообразия типов подшипников не всегда легконайти подходящий. Для этого необходимо четко знать характеристики подшипников и рекомендации по их применению. Рекомендуетсяпрежде всего рассмотреть возможность использования дешевыхи простых в эксплуатации радиальных однорядных шарикоподшипников. Применение других типов подшипников должно бытьоправдано условиями эксплуатации, например требованием большего ресурса, потребностью повышенной жесткости, необходимостью компенсировать значительные перекосы осей валов и другие.При выборе типа и размера подшипника для заданных условийработы необходимо учитывать:1.

Величину и направление нагрузки (радиальная, осевая, комбинированная).2. Характер нагрузки (постоянная, переменная, вибрационная,ударная).3. Какое из колец подшипника вращается (внутреннее илинаружное), его частоту вращения.4. Необходимый ресурс (в часах или миллионах оборотов)и надежность.5. Состояние окружающей среды (температура, влажность, запыленность). Обычные подшипники, изготовленные по нормамГОСТ 520-89, предназначены для использования при рабочихтемпературах, измеренных на наружном кольце, до 100 С. Подшипниковые кольца и тела качения по этим нормам закаливаютсяи проходят отпуск при температуре 150 С. При рабочих температурах выше 120 С в металле происходят необратимые структурные изменения с распадом остаточного аустенита, что приводитк изменению размеров деталей.

Для работы при повышенныхи высоких температурах следует применять подшипники со специальной стабилизирующей термообработкой или изготовленные изтеплостойких сталей. Отпуск таких деталей производят при температурах, на 50 С превышающих рабочую. Условные обозначениятаких подшипников дополнены справа знаками Т, Tl, T2 .........6. Особые требования к подшипникам, вытекающие из условийих эксплуатации (самоустанавливаемость, способность допускатьосевое перемещение вала, условия монтажа, требования к жесткостии точности вращения, момент трения, шумность).7. Желательные размеры подшипника (посадочные размеры вала,диаметр отверстия в корпусе, ширина).8.

Стоимость подшипника и узла в целом.Если нет особых требований к частоте и точности вращения,применяют подшипники класса точности 0 по ГОСТ 520—89.Наметив тип и конструктивную разновидность подшипника,выполняют расчет его на статическую грузоподъемность или назаданные ресурс (долговечность) и надежность. В результате этихрасчетов подбирают подшипник по каталогу.Расчеты начинают с определения реакций в опорах.Вал на подшипниках, установленных по одному в опоре, условнорассматривают как балку на шарнирно-подвижных опорах или какбалку с одной шарнирно-подвижной и одной шарнирно-неподвижной опорой.

Принимают, что радиальные реакции (F r ) приложенык оси вала в точках пересечения с ней нормалей, проведенныхк серединам контактных площадок на наружных кольцах. Еслив одной опоре установлены два подшипника, то задача оказываетсястатически неопределимой. Точное решение этой задачи весьмазатруднительно, поэтому в инженерной практике обычно основываются на упрощающих предпосылках. Так, при длинных валах (l/d>=10)приустановкесдвоенныхрадиально-упорныхподшипников в одной опоре можно считать радиальную нагрузкуприложенной в средней плоскости сдвоенных подшипников.При выполнении расчетов и конструировании приходится применять метод последовательных приближений: вначале размеры подшипников и места их расположения намечают на чертеже приближенно, затем, после подбора подшипников, уточняют чертежи расчет.

В ряде случаев направление вращения может бытьпеременным или неопределенным, причем изменение направлениявращения может привести к изменению не только направления, нои значений реакций в опорах. Некоторые нагрузки, напримернагрузка на вал от муфты, могут иметь неопределенное направление.Во всех случаях при расчете реакций в опорах рассматриваютопасный случай. Возможная ошибка при этом приводит к повышению надежности. Если известен закон изменения нагрузок, торасчеты выполняют по эквивалентной динамической радиальной (Рэr)или эквивалентной динамической осевой (Рэa) нагрузкам, методрасчета которых приведен ниже (формула 6).При установке вала на двух радиальных или радиально-упорныхподшипниках нерегулируемых типов внешнюю осевую нагрузку навал (Fa) воспринимает один из них, причем в том направлении,в котором он ограничивает осевое перемещение вала.При определении осевых нагрузок на радиально-упорные подшипники регулируемых типов следует учитывать осевые силы, возникающие под действием радиальных нагрузок из-за наклонаконтактных линий.

Задача о нахождении осевых реакций в опорах(F a ) является в этом случае статически неопределимой, так какзначения этих сил зависят и от осевых составляющих радиальныхнагрузок, а следовательно, от типа подшипника (шариковый,роликовый), углов наклона контактных линий, значений радиальныхнагрузок, а также от того, как отрегулированы подшипники. Еслиподшипники собраны с большим зазором, то всю нагрузку будетвоспринимать только один (или два) шарика или ролика. Осеваясоставляющая от радиальной нагрузки при этом будет равна Frtg a.Условия работы подшипников при таких больших зазорах крайненеблагоприятны, и поэтому такие зазоры недопустимы.

Обычноподшипники регулируют так, чтобы осевая игра при установившемсятемпературном режиме была близка к нулю. В этом случае придействии на подшипник радиальной силы под нагрузкой будетнаходиться примерно половина тел качения, а суммарная по всемнагруженным телам качения осевая составляющая будет равнапроизведениюгде—для конических роликоподшипников (см.

листы З61, 362);для радиально-упорных шарикоподшипников при(см. лист 360).При определении е' для радиально-упорных шарикоподшипниковс малыми номинальными углами контактанеобходимоучитывать изменение этих углов под действием осевой нагрузки. Дляэтих подшипников е' можно определить по формулегде С0r — базовая статическая радиальная грузоподъемность, или порис. 1.

Как следует из сказанного выше, произведение e'Fr представляет собой минимальную осевую силу F Amin , которая должнадействовать на радиально-упорный регулируемый подшипник призаданной радиальной нагрузке. Сила эта возникает в месте контактанаружного кольца подшипника с крышкой корпуса. При отсутствииупора кольца в крышку оно будет отжато в осевом направлении, чтоприведет к нарушению нормальной работы подшипника.

Такимобразом, для нормальных условий работы этих подшипниковдолжно выполняться условиеТак, дляуравнения:схемы,изображеннойнарис. 2,составляютсятриРасчеты подшипников на заданные ресурс (долговечность) и надежность по ГОСТ 18855—82 (СТ СЭВ 2793—80).Одним из основных видов разрушения подшипников являетсяусталостное изнашивание поверхностей качения в результате выкрашивания.