М.В.Фомин - Расчет опор с подшипниками качения (1028398), страница 7
Текст из файла (страница 7)
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). Масса барабана с валом т = 70 кг. Требуемый расчетный ресурс аешь = 20000 ч. Коэффициент трения меясду резинотканевой лентой и стальным барабаном,/= 0,2, угол обхвата ленты а = 180'. Рне. !З Решение.
В связи с трудностями обеспечения строгой соосности отверстий в разнесенных корпусах подшипников и возможными прогибами вала под нагрузкой все приводные валы устанавливают на опоры с самоустанавливающимися подшипниками (сфернческнми), !. Находим нагрузки на опоры вала.
Радиальная нагрузка на барабане от натяжения ленты (см. табл, 1.25): Гя = Р~ + Гт = 3ДР = 3,3 3 = 9,9 кН. Радиальная реакция опор от натвкення ленты: Рмн = Р,зн = Рд /2 = 9,912 = 4,95 кН. Радиальные реакции опор от действия силы веса барабана Р' = ИЯ: Рн н Г,~ и Г /2 = т8/2 = (70.9,81)12 343 Н гя 0,34 кН. Радиальная нагрузка на млу от действия муфты. Принимаем допустимое радиальное смещение валов при монтаже Ь = 0,25 мм. Радиальная жесткость муфты (см. табл, 1.28): Св =130~/Тц = 130~630 1114 Нlмм. Консольная радиальная нагрузка отдействия муфты: Рм = Ся 45 = 1114 0,25 = 280 Н и 0,28 кН.
Радиальная реакция от муфты в первой опоре: Г,ог = Рм(1+ 1()/1 = 0,28(1+ 0,41)/1 0,39 кН. Радиальная реакция от муфты во второй опоре: Р9зм = РМ11/1 = 028'054!11=0>11 кН. Суммарная реакция в наиболее нагруженной первой опоре: 94=Д59+9Д„+9554 5((495)4(954(~ 959 555 Н. 2. Определяем эквивалентную динамическую нагрузку на первую опору.
При отсутствии осевых сил Г„/(15Г,) = 0 < е, Х 1, Г О. Рг = (Л7"Рг + УРа)КБКт (1'1 5 35+ 0'0)1*1 1 5 89 кН. Коэффициент вращения К 1, коэффициент динамичности Кь = 1,1 (см. табл. 1.7), температурный коэффициент Кт = 1. 3. Находим эквивалентную динамическую нагрузку с учетом переменного режима нагружения: Кя = 0,63 (см. табл. 1.30); Р,я = КяР, = 0,63 5,89 3,71 кН. 4. Определяем расчетный ресурс подшипника в миллионах оборотов: 5 Ь(0, —— 60»Ь(сь/1О~, = 60 60 20000/10 72.
50 51 Р,я = КяР, = 0,4 7 = 2,8 кН; Г я = КяГ„ = 0,4 3 = 1,2 кН. Егл Рве. 1.4 53 52 5. Находим требуемую базовую динамическую грузопо емность подшипника: С =~у /(а1а Д~Р„я =~72/(1 0,55)~Е53,71 = 18,84 кН. Для обычных условий а, = 1, азз = 0,55 (см. табл. 1.9). 6. Выбираем подшипник 1211 (а' = 55 мм, 22 = 100 мм, В 21 мм. С„ = 26 5 кН, Со~ = 19 9 кН, и„ 6300 мин ~ пр пластичном смазочном материале). 7. Проверяем условие Р, ь 0,5С,: Р, = 5,89 кН < 0,5 26,5 13,25 кН.
Пример 4. Подобрать подшипник для опоры вала редукто подъемника. Наибольшее значение радиальной нагрузки на опор Рг *' 7 кН, осевой — Г„= 3 кН. Частота вращения вала и = 63 мин ~ Диаметр посадочной части вала Ы 35 мм. Режим нагружения 1'(особо легкий, Кк = 0,4). Требуемый расчетный ресурс Ь1с ь = 8000 ч.
Условия эксплуатации обычные: Кв = 1,3, Кт = 1. См вечный материал — пластичный. Решение. 1. Предварительно выбираем радиальный одн рядный подшипник 107 (И 35 мм, 22 62 мм, В 14 мм,, С, =15,6кН, С, =10,2кН, л, =12000мин '). 2. Вычисляем эквивалентные нагрузки: 3, Находим геометрический параметр подшипника (см, примечание к табл. 1.4): ./ = 0,611(22 — аК0 + 41соз а = = 0,6Ц(62-35)Е(62+ 35))соз 0' = 0,17. 4. Определяем коэффициент /;: Е; = 18,7-23,3/' = 18,7- 23,3.0,17 = 14,74 МПа.
5. Находим параметр осевого нагружения по табл. 1. 4: е=0,28(/оРая/С ) ' =028(14,74 1.2/102)с' з =032 Следовательно, Х = 0,56, У = 0,44/е = 0,44Е0,32 = 1,38. 6. Вычисляем эквивалентную радиальную динамическую нагрузку: Р~Я = (ХРГтл + УРак)КвКт = (О 56'1'2 8 + 1 38 1,2)1,3 1 = 4,19 кН. 7. Определяем скорректированный расчетный ресурс подшшппша: Ец~„=агазз(С,/Р~я) =1 075(156/419)з =387 млноб.; Ь1> ь =10 Еч /(60п)=10 .38,7/(60 63)= 10238 ч.
8. Находим эквивалентную радиальную нагрузку при наибольших значениях заданных сил переменного режима нагруже- = 0,28(/,'Р,/С, )езз = 0,28(1474 3/10,2)с*25 = 0.39. Следовательно, Х 0,56, Г = 0,44/е - 0,44Е0,39 = 1,13. Тогда Для второй опоры Рнс. 1.5 55 Р, = (ХИг, + УР;)КБКТ = (0,56 1 7+ 1,! 3 3)1,3 ! = 9,5 9. Проверяем выполнение условия Р, ь 0,5С,: Р, = 9*5 кН ~ 0~5 Сг 0~5'15~6 = 7>8 кН В связи с тем что условие по п. 9 не выполняется, следует выбрать ' подшипник 207 (С„= 25,5 кН, С,„= 15,3 кН), для которого дан- нос условие выполняется. Пример 5.
Определить расчетный ресурс радиально-упорного шарикоподшипника 36208 вала червяка для типового режима натруженна П (см. табл. 1.30) прн следующих условиях: наибольшая радиальная нагрузка в первой опоре — Рм = 1,68 кН, во второй опоре — Р,з = 3 кН, осевая сила в зацеплении — Ря = 1,8 кН. Частота вращения и 940 мин ', Кв = 1,3, Кт = 1. Условия эксплуатации обычные.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
