Ряховский О.А. - Атлас конструкций узлов и деталей машин (1059808), страница 36
Текст из файла (страница 36)
20.15.5. При обработке базовых поверхностей с одной установки выполнение указанных требований, как правило, гарантируется технологическим процессом. Допуски соосности посадочных поверхностей даны в табл. 20.15.6. Допуски цилиндричности посадочных поверхностей для подшипников класса точности 0 назначают в соответствии с данными, приведенными в табл. 20.15.7. Параметры шероховатости посадочных поверхностей даны в табл. 20.15.8. 20.16. Расчет и выбор подшипников качения. В Российской Федерации с !997 г. введены в действие новые, унифицированные с международными, стандарты на расчеты подшипников качения ГОСТ !8854 — 94 (ИСО 76 — 87) "Подшипники качения. Статичсская грузоподъемность" и ГОСТ 18855 — 94 (ИСО 281 — 89) "Подшипники качения. Динамическая расчетная грузоподъемность и расчетный ресурс (долговечность)".
В зависимости от условий работы подшипники качения рассчитывают на заданный ресурс по динамической (критерий усталостного выкрашивания) или статической груюподъемности (критсрий максимальных контактных напряжений), проверяют по предельной частоте вращения и допустимой рабочей температуре. Расчеты по кри- терию износостойкости из-за сложности пока не нашла широкого применения.
Расчетные схемы и определение реакций опор Валы и оси с подшипниками качения условно рассматривают как балки на шарнирных опорах. При ол. ределении численных значений реакций используют уравнения равновесия валов и осей под действием приложенной нагрузки. Для реверсивных передач (с изменяемым направлением вращения) расчет ведут по наиболее опасному случаю. Валы и оси механизмов должны быть зафиксированы в осевом направлении. Как правило, для этого использую~ подшипники. На рис. 20.16.! показаны типовые схемы закрепления валов от осевых смещений. На схсме 1, а левая опора удерживает вал от смещений влево, а правая — от смещений вправо. Этой схеме соответствуют конструкции опор, показанные на рис.
18.7.1, 18.7.3. Во избежание заклинивания подшипников при температурном расширении вала необходимо обеспечить нскоторый осевой зазор между подшипниками и корпусом. На схеме 1, б левая опора удерживает вал от смещений вправо, а правая — от смещений влево. В этой схеме температурное расширение вала не приводит к заклиниванию.
Схеме 1, б соответствуют конструкции опор, показанные на рис. 18.7.2, а; 18.7.5, б. Таким образом, в конструкциях, соответствующих схемам 1, а и 1, б, вал удерживается подшипниками от перемещений в обоих направлениях. На схеме П правая опора является фиксирующей (удерживает вал от перемещений в обоих направлениях), а левая опора — плавающей (не препятствует перемещениям вала в осевых направлениях). Данную конструкцию применяют при длинных нежестких валах, а также для опор вала, расположенных в разных корпусах (см. рис.
18.11.1, 18.!! .2, 18.12.1, ! 8.12.2). На схеме П1 обе опоры являются плавающими. От осевых смещений вал удерживают зубья шевронной передачи (см. рис. 18.7.4). При определении расчетных нагрузок, действующих на регулируемые радиально-упорныс подшипники, учитывают осевые силы, возникающие от радиальной нагрузки Р„вследствие наклона контактных площадок к оси вращения подшипника.
Для определения осевых реакций используют уравнсние равновесия осевых сил, действующих на вшц и условия минимальных осевых сил. Для нормальной работы подшипника необходимо, чтобы осевая сила Р;, действующая на подшипник, была не меньше минимальной Р„юж =е'Р„, где е' — коэффициент минимальной осевой силы (см. табл. 20.16.1). Например, для схемы с радиально-упорными роликовыми подшипниками (см. рис. 20.16.2) уравнсние равновесия вдоль оси вращения имеет вид РА ~и1+~а2 а условия минимальных сил можно записать так: ~и1 — Ри!ьцп е Рм ~аз -~изайв е Ргз Решение получают методом подбора, положив Ра! — Ра! т,.п или газ — Раза,в, с последующей провер- 252 щй выполнения требуемых условий минимальных осевых сил.
За расчетные принимают те значения осевых сиз, при которых выполняются оба условия. Естественно, расчет справедлив, если осевой зазор находится в рекомендуемых пределах (табл. 20.9.3 и 20.9.4). Расчетньгй ресурс Рес> рс подшипника качения — зто число оборотов, которое сделает одно из колец относительно другого до поввления признаков усталости материала колец или тел качения. При постоянной частоте вращения ресурсы Е и 1ь подшипников, выраженные в миллионах оборотов и в часах соответственно, связаны между собой соотношением !ь -— 10 61(60п), где и — частота вращения кольца подшипника, мнн '. Базовый расчетный ресурс 1.! в миллионах оборотов, соответствующий 90;4-ной вероятности безотказной работы, определяют для шариковых и роликовых подшипников соответственно по формулам 11о —— (С1 Р) и Бн> =(С1 Р) гле С вЂ” базовая динамическая грузоподъемность подшипввка; Р - эквивалентная динамическая нагрузка, которая зависит от значений радиальной и осевой нагрузок, условий работы, а также конструкции подшипника.
Эти формулы справедливы только при Р<0,5С и у<Со, а также если частота вращения и колец не превышает предельно допустимую для данного подшипника. При 1<п <10 условно считают п = 10 мин-', При отсутствии исходных данных по ресурсу подшипниковых узлов следует пользоваться рекомендациями, приведенными в табл. 20.1 6.2. Базовая динамическая грузоподъемность подшипника С вЂ” это такая условная нагрузка (радиальная С„для радиальных и радиально-упорных подшипников; осевая С, лля упорных и упорно-радиальных), которую подшипник с вращающимся внутренним кольцом может теоретически воспринимать в течение одного миллиона оборотов с вероятностью безотказной работы, равной 90 'Ъ.
Базовую динамическую грузоподъемность С указывают в каталогах для каждого стандартного подшипника. В действительности такую нагрузку подшипник воспринимать не может, так как не выполняется условие Р< 0,5С. Именно этим объясняются случаи, когда динамическая грузоподьсмность может существенно превышать статическую (см., например, табл. 20.!.1). Комплект сдвоенных (специально подобранных и скомплектованных на заводе-изготовителе) радиально-упорных подшипников по схемам Х, О и Т (см. рис. 20.3.2) рассматривают как один двухрядный. Сумнарную динамическую грузоподъемность С комплекта, состоящую из двух шариковых подшипников, принимают равной 1,62С„, а из двух роликовых — 1,71С„, где С„- динамическая грузоподъемность одного подпэипника.
Прн установке подшипников по схеме Т принимают Сх —— 1,4С„. Однако данные соотношения не распространяюзся на сдвоенные подшипники незаводской комплектации. В этом случае всю нагрузку в опоре (и радиальную, и осевую) условно прикладывают к одному, более нагру- женному подшипнику. Радиальные подшипники сдваивать не рекомендуется. Экаиваленпэээая динамическая нагрузка Р— это такая условная нагрузка, при которой обеспечиваются такие же ресурс н надежность, как и прн действительных условиях нагружения (для радиальных и радиально-упорных подшипников это радиальная Р„нагрузка; а для упорных и упорно-радиальных — осевая Р„). Для радиальных и радиально-упорных подшипников эквивалентная динамическая радиальная нагрузка Р=Р, =(Х1 Р„+Ура )К Кг, для упорных подшипников Ра ~а КлКт для упорно-радиальных подшипников Р = Р„= (ХЕ„-ь 1'Р )К К Здесь Х, У вЂ” коэффициенты радиальной и осевой динамической нагрузки; Р— коэффициент вращения; Ка — коэффициент динамичности нагрузки; Кг — температурный коэффициент.
Коэффициент вращения )г учитывает влияние на ресурс подшипника качения интенсивности и числа циклов контактных напряжений внутреннего кольца. Если внутреннее кольцо подшипника вращается по отношению к вектору нагрузки, то принимают >'= 1 (например, для подшипников валов редукторов или вращающихся осей). Если внутреннее кольцо подшипника неподвижно по отношению к вектору нагрузки, то принимают >г = = 1,2 (например, для подшипников, установленных в сателлит планетарной передачи, канатный блок или в шкив ременной передачи, расположенный на разгрузочной втулке).
Исключение составляют сферические подшипники, для которых всегда Г = 1. В стандартах БО влияние вращения колец не учитывают. Коэффициенты Хи У(см. табл. 20.16.3 — 20.16.5) зависят от конструкции подшипника и параметра осевого нагружения. Параметр осевого нагружения е равен предельному значению отношения Г 1( >гр, ), при котором осевая нагрузка не уменьшает ресурс подшипника. В шариковых радиально-упорных подшипниках с малыми углами контакта (а < 18') под действием осевой нагрузки действительный угол контакта изменяется,поэтому е зависит не только от номинального угла контакта, но и от осевой силы Р'„. При определении эквивалентной динамической радиальной нагрузки для комплектов подшипников, сдвоенных по схемам Х и О, коэффициенты Х и У принимают как для двухрядных подшипников, а для схемы Т вЂ” как для однорядных, Коэффициент К„учитывает динамичность нагрузки и равен приблизительно отношению кратковременной перегрузки к номинальной расчетной нагрузке.
Ориентировочные значения коэффициента К„даны в табл. 20.16.6. В табл. 20 16.7 приведены значения температурного коэффициента К для подшипников, выполненных из стали марки ШХ15. Скорректированный расчетный ресурс Лчч определяют с учетом уровня требуемой надежности, специ- 253 альных свойств материала и конкретных условий экс- плуатации: О!О2ЗЙО где и в индексе обозначает разность между 100;4-ной и заданной надежностью; а! — коэффициент надежности, корректирующий ресурс в зависимости от требуемой надежности; азз — коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от условий работы, особых свойств материала и (или) конструкции подшипника.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
