М.В.Фомин - Расчет опор с подшипниками качения, страница 6

Наиболее благоприятным является случай, когда при установившемся тепловом режиме осевой зазор близок к нулю. При этом под нагрузкой находится примерно половина тел качения. Достигается это взаимным осевым перемещением колец с контролем осевой игры (осевого зазора) при регулировании подшипника. Для нормальной работьз подшипника необходимо, чтобы осевая сила Га была не меньше минимальной, т.е. г'а ~ гавв С~г> где с'- коэффициент минимальной осевой нагрузки (табл.

1.29). Козффипиент минимальной осевой нагрузки с' Для определения осевых реакций в подшишшковых узлах используют уравнения равновесия осевых снл, действующих на вал, н условий минимальных осевых сил [б1. Например, для схемы с радиально-упорными роликоподшипниками (рис. 1.6) уравнение равновесия имеет вид '~А ~а1 + ~а2 О» а условия минимальных сил— Решение находят методом подбора, положив Р;1 =~;1 . плн га2 =Газ~;„с последующей проверкой выполнения требуемых условий минимальных осевых сил.

рпс, 1.6. Схема вада-шестерни конической передачи 1 15, Расчеты сдвоенных подшипников Статическая грузоподъемность. Базовая статическая грузоподъемность сдвоенных подшипников равна удвоенному значепп1о статической грузоподъемности одного подшипника. Дпиаапзчесюпз грузоподъемность. комплект сдвоенньсс (специально подобранных на заводе) радиально-упорных подшипниаон по схемам Х, О или Т (см.

рис. 1.1) рассматривают как один дпухрядный. Суммарную динамическую грузоподъемность С „ номплекта из двух шарикоподшипннков принимают равной 1.02 С„, а двух роликоподшнпников — 1,71 С„где '.", — динамическая грузоподъемность одного подшипника. Данные рекоменда- находят по формуле 'Г' -10/9 '('снсг,/, ~~ ) ьн 45 44 ции не распространяются на сдвоенные подшипники, в которых подшипники заменяют независимо друг от друга. В последнем случае рассчитывают один подшипник прн полной нагрузке, действующей на опору, а предельную частоту вращения сннх<ают па 20%, коэффициенты Хи У(см. разд. 1.7). Радиальные подшипники сдваивать не рекомендуется. Эквпвалентиая динамическая радиальная пагрузюь При определении эквивалентной динамической радиальной нагрузки для подшипников, сдвоенных по схемам Х и О, коэффициенты Хн У выбирают по табл.

1А — 1.6. Для схемы Т коэффициенты Хи Г принимают такими же, как и для однорядных подшипников. Предельные частоты вращения. Предельные частоты вращения для комплектов сдвоенных радиально-упорных шарикоподшнпников (табл. 35) снижают на 20 56 от указанных в таблице, а для комплектов подшипников серий 336000 К и 346000 К- на 60 М. В зависимости от технических требований сдвоенные радиально-упорные шарикоподппншики поставляют с легким, сре/цшм и большим преднатягом. 1.16. Расчеты при различных требованиях к надежности Для опор качения машин общего назначеш4я принята 90 М- ная вероятность безотконой работы Я = 0,9. Однако для ответст. венных узлов может потребоваться более высокая надежность, например в авиационной и космической техш4ке, атомной энергетике и в других областях.

В этом случае скорректированный рес урс подшипников определяют по формуле (2) с учетом коэффицие надежности а1, который по рекомендации 130 с учетом форм кривой распределения Вейбулла находят по формуле где Я вЂ” требуемая надежность. Расчетнъй:ресурс системы, состоящей из 1 подшипников, где ~, — расчетный ресурс ~'-го подшипника системы. 1.17. Расчеты опор прн переменных режимах нагружепия В реальных машинах нагрузка редко бывает постоянной. Расчеты по наибольшей нагрузке приводят к неоправданному угяжелешпо и удорожанию конструкции.

В соответствии с гипотезой линейного суммирования усталостных повреждений реальную переменную нагрузку заменяют постоянной. Под эквивалентной дилаьпгческой нагрузкой Ря при переменных режимах натруженна пошивают такую постоянную нагрузку, которая вызывает такой же эффект усталости, что и весь комплекс реально действующих нагрузок: где Р, — эквивалентная нагрузка подшишппа на ~'-м режиме нагружешш; Ь, — наработка подшишшка на (-м режиме нахруженпя; Ь„, — требуемый ресурс подшипш4ка.

Наработку и ресурс выршкают в миллионах оборотов вш часах. При расчетах радиальных н радиально-упорных подшипников Р, = Р„, а при расчетах упорных и упорно-радиальных подшипников Р, = Р„,. Если для механизма известен типовой режим нагружеиия, то Ря определяют, используя коэффициент эквивалентности Кя (табл. 1. 30) [7]: 2.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ Таблица 1ЗО Рис, 1.1 и для роликоподшипников Сто = ~А~/(адпзз)1Р Ря. 47 46 где Р— эквивалентная нагрузка, найденная при действии в опорах наибольших сил заданного типового режима нагружения. Значения коэффиииеита экиииелентноетк Кл Для шариковых подшипников с номинальным углом контакта а < 18' все значения действующих на вал сил следует умножить ча коэффициент эквивалентности, найти реакцию опор и по ним вести расчет, как при постоянной нагрузке (см.

пример 5 в разделе 2). Это связано с тем, что в этих подшипшпеах с пропорциональным изменением радиальных и осевых нагрузок изменяются коэффициенты е и У. Далее находят требуемую динамическую грузоподъеьаюсть для шарикоподшипников Дополнительно должно быть выполнено условие Р ь 0,5С.

Для надежности выше 90 % (а1 < 1) нагрузка должна быть задана гистограммой. В рассматриваемых ниже примерах силы, действующие на подшипники, найдены из условия статического равновесия вала при наименее благоприятном направлении реакций от действия муфты. Эти реакции на схемах условно показаны в вертикальной плоскости. Пример '1. Для редуктора общего назначения подобрать роликовый подшипник плавающей опоры вала с диаметром посадочной части 41 = 70 мм, если радиальная нагрузка Г, = 7,2 кН; частота вращения.

вала л = 935 мин ', требуемый расчетный ресурс 11еоь = 12000 ч. Условия эксплуатации — обычные. Надежность 90% (а1 = 1). Решение. Для плавающих опор используют подшипники с короткими цилиндрическими роликами. Эти подшипники позволя1от опоре работать с осевыми перемещениями от 1 до 3 мм (в зависимости от размеров). Режим нагружевия для редукторов общего назначения всегда принимают постоянным.

1. Находим раднальну1о эквивалентную нагрузку Р, = РеККвКТ = 7*2'1 1*3'1 = 9 36 кН. Коэффициент вращения Г= 1 (вращается внутреннее кольцо относительно вектора нагрузки). Коэффициент Кв = 1,3 (см. табл. 1.7). Коэффициент Кт = 1. 2. Определяем требуемый расчетный ресурс в миллионах оборотов: Хш =60~1~~~/10 = 60 935 1200%0 = 673,2. 3. Находим требуемую базовую радиальную динамическую грузоподъемность подшипника: Сг =~йоса/(аьазз)Ъ~~Р„=!6732/(! 055)]'/ 936 =79кН. Для обычных условий эксплуатации азз = 0,55 (см.

табл. 1.9). 4. Выбираем подшипник 2214 без бортов па наружном кольце (а' = 70 мм, З = 125 мм, В = 24 мм, С„= 79,2 кН, С„=92 кН, и, =6000мин '). Пример 2. Подобрать шариковый радиальный подшнпшщ опоры вала с посадошым диаметром г7 = 40 мм для механизма подъема лебедки. Радиальная нагрузка на опору Г, 2,8 кН, осевая нагрузка Г, и О, частота вращения вала л = 950 мин ', требу емый расчетный ресурс Ь!с„ь 20 000 ч.

Смазо~шый материал пластичный, Рабочая температура менее 100 'С. Ревзаиие. !. Находим эквивалентную рааиальиую нагрузку Р„= (А РГ, + УГ,)Кв Кт = (1 1 2,8 + 0 0)1,1.1 = 3,08 кН. В случае Г, /(гГ„) и 0 < е, Х= 1, у = О. При вращении внутреннего кольца К = 1, Коэффициент Кв = 1,1 (см. табл. 1.7). Кт = 1 (рабочая температураменее 100 'С). 2.

Определяем требуемый расчетный ресурс в миллионах оборотов: 7, =болЕ,,ь/104 =60 950 2000%0 =1140. 3. Находим требуемую базовую радиальную динамическую грузоподъемность подшипника: С„=[А„„/(а с )]~~Р, =!!140/(! 0,75)]р Зз08 35,4кН. Для заданных условий а! 1, озз = 0,75 (см, табл. 1.9). 4. Выбираем шарикоподшипннк 308 (И 40 мм, Ю 90 мм, !1=23 мм, С, =41кН, С, =24кН). 5. Проверяем выполнение условия Р, ъ 0,5С„: Рг = 3 08 кН '< 0 5 Сг 0*5'41 = 20 5 кН.

Пример 3. Подобрать подшипники для приводного вала ленточного конвейера, если наиболъшее значение полезной окружной силы на стальном барабане Р; = Г~ — Гз 3 кН; частота вращения вала л = 60 мин '. Крутящий момент Т = 450 Н.м передается на вал упруго-компенсирующей муфтой с резиновой конусной шайбой (Тн = 630 Н м); диаметр посадочной части вала под подшипники Ы 55 мм. Типовой режим нагружения— И (средний равновероятный см. табл. 1,30).