Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Вращение шариков под действием М, сопровождается дополнительными потерями и износом. 330 Ийр:ПКигзаиК-бт.пагод.ги зозбгп®и1.Ьу ~сд:464840172 В радиальных подшипниках направление оси вращения шариков или роликов в пространстве не изменяется. Поэтому на них не действуют гироскопические моменты. Радиально-упорные подшипники занимают промежуточное положение.
Для них М„=Ло а,з1па, (16.25) где и — угол давления (см. рис. 16.13). Таким образом, вредное влияние динамических факторов больше всего проявляется в упорных подшипниках. Поэтому допускаемые частоты вращения для упорных подшипников значительно ниже, чем для раДИальных и радиально-упорных. При высоких частотах вращения упорные подшипники рекомендуют заменять упорно-радиальными. Смазка подшипников. Смазка существенно влияет на долговечность подшипников, Она уменьшает трение, снижает контактные напряжения, защищает от коррозии, способствует охлаждению подшипника. Для смазки подшипников качения применяют пластичные (густые) мази н жидкие масла. Последние более эффективны для охлаждения и уменьшения потерь. Необходимое количество масла для подшипников качения очень невелико. Излишнее количество масла только ухудшает работу подшипника.
Например, если сепаратор погрузить в масло, то оно будет препятствовать его свободному вращению, увеличиваются потери и нагрев подшипника. Подшипниковые узлы необходимо тщательно защищать от попадания пыли и грязи. В противном случае долговечность резко снижается. ~ !6.8.
Практический расчет (подбор) подшипников качения Основные критерии работоспособности и расчета. Можно отметить следующие основные причины потери работоспособности подшипников качения. Усталости ое выкрашивание наблюдается у подшипников после длительного времени их работы в нормальных условиях. Износ наблюдается при недостаточной защите от абразивных частиц (пыли и грязи). Износ является основным видом разрушения подшипников автомобильных, тракторных, горных, строительных и многих подобных машин.
Разрушение сепараторов дает значительный процент выхода из строя подшипников качения, особенно быстроходных. Раскалывание колец и тел качения связано с ударными и вибрационными перегрузками, неправильным монтажом, вызывающим перекосы колец, заклинивание и т, п. При нормальной эксплуатации этот вид разрушения не наблюдается. Остаточные Дефор,мации на беговых дорожках в виде лунок и вмятин наблюдаются у тяжелонагруженных тихоходных подшипников.
331 Ьйр:ИшгзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 Современный расчет подшипников качения базируют только на двух критериях: 1) рисче~п ни статическую грузоподьемиость по остаточным деформациям; 2) расчет на ресурс (долговечность) по усталостному выкрашиванию. Расчеты по другим критериям не разработаны, так как эти критерии связаны с целым рядом случайных факторов, трудно поддающихся учету. Стандартом ограничены число типов и размеров подшипников. Это позволило рассчитать и экспериментально установить грузоподъемность (работоспособность) каждого типоразмера подшипников. При проектировании машин подшипники качения не конструируют и не рассчитывают, а подбирают из числа стандартных по условным формулам.
Методика подбора стандартных подшипников также стандартизована. Ниже излагается методика выбора подшипников, принятая отечественными стандартами и международной организацией по стандартизации ИСО (см. каталог-справочник [131). Различают подбор подшипников по динамической грузоподъемности для предупреждения усталостного разрушения (выкрашивание), по статической грузоподъемности для предупреждения остаточных деформаций. Выбор подшипников но динамической грузоподъемности С (по заданному ресурсу или долговечности) выполняют при частоте вращения п >10 мин '. При п от 1 до 10 мин ' в расчет принимают и = 10 мин Условие подбора: С (потребная) < С (паспортная).
(16.26) Паспортная динамическая грузоподьемносгпь С вЂ” это такая постоянная сила, которую подшипник может воспринимать в течение 1 млн. оборотов без появления признаков усталости не менее чем у 90% из определенного числа подшипников, подвергающихся испытаниям. Значения С приведены в каталогах*, примеры см. в табл.
16.2 (для шариковых радиальных однорядных подшипников средней серии 300, ГОСТ 8338 — 75), Прн этом под С понимают радиальную силу для радиальных и радиально-упорных подшипников (с невращающимся наружным кольцом), осевую силу для упорных и упорно-радиальных (при вращении одного нз колец). Динамическая грузоподъемность и ресурс связаны эмпирической зависимостью А=а,а ~С~Р)р или С=РР~Ц~а,Ц, (16.27) * В соответствии с новой методикой расчета изменены (увеличены) и значения Г (см. [13]).
332 Ьйр:дКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 где Š— ресурс, млн. оборотов; Р— эквивалентная нагрузка (см. ниже); р=З для шариковых и р=!0/З~З,ЗЗ для роликовых подшипников; а,— коэффициент надежности (см, ниже); а,— обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации (табл. 16.3). Таблица 6.2 Таблица 16.3 Значения аз при условиях (см, примечания) Тнп подшипника 0,7...0,8 1,0 0,5...0,6 0,8 1,2...1,4 1,0...1,2 Для шарико подшипников 1кроме сферических) Для роликоподшипников: цилиндрических, шарнкоподшипников сферических двухрядных Для роликоподшипников конических Для роликоподшипников сферических двух- рядных 0,6...0,7 0,3 ...0,4 1,1...1,3 0,8...1,0 0,9 0,6 П р и м е ч а н н я ! Обычные условия применения.
2. Условия, характеризующиеся наличием гидродинамической пленки масла между контактирующими поверхностями колец и тел качения 1Л>2,5) и пониженных перекосов в узле. 3. Когда кольца и тела качения изготовлены нз сталей повышенного качества (электрошлаковой нлн вакуумной) н подшипники работают в условиях наличия гидродинамической пленки масла н пониженных перекосов в узле. 4. Решение задачи гидродинамической теории смазки для подшипников качения сложнее, чем для лодпщпннков скольжения, н здесь не рассматривается.
Формула для расчета параметра режима смазки Л приведена в [13). В каталогах указаны значения С с коэффициентом надежности 5=0,9. В тех случаях, когда необходимо увеличить надежность, значения а, принимают: Я ............................ 0,9 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 а, ............,.............. 1 0,62 0,53 0,44 0,33 0,21 Для подшипников большинства изделий принимают 5=0,9*. При малых ресурсах ограничивают Р < 0,5 С, иначе возможно неусталостное разрушение. 333 * Повышенные значения о допускают для подшипников повышенных классов точности при высокой точности сопряженных с подшипником деталей, надежном смазывании и строго регламентированных режимах нагрузки и частоты вращения 113). Ьйр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 Формула (16.27) получена в результате испытаний на усталость подшипников качения (как узла, а не материала), На основании испытаний строят кривую усталости с заданной вероятностью неразрушения.
Эта кривая подобна кривой на рис. 8.39, но отличается тем, что практически не имеет горизонтального участка, а за координаты приняты: по оси абсцисс †(млн. оборотов) вместо числа циклов Фн; по оси ординат †нагруз Р вместо напряжений он. Кривая аппроксимируется зависимостью Р" 1. =сот1 Константу определяют, приняв Е,=1, и обозначают СР. Тогда Р 1.=С" и далее записывают в виде формулы (16.27).
Значение С зависит не только от прочности материала, но также от конструктивных и технологических характеристик подшипника. Если частота вращения п постоянна, номинальную долговечность (ресурс) удобнее считать в часах: 1.„=а,аэ(С~Р) Р~10 /(60п)), или Х.„= Е 10~ /(60п ). Рекомендуемые значения Ь„приведены в табл.
16.4, Таблица 16.4 Машины и оборудование Е„, ч Приборы и аппараты, используемые периодически (демонстрационная аппаратура, механизмы для закрывания дверей, бытовые приборы) Механизмы, используемые в течение коротких периодов времени (механизм с ручным приводом, сельхозмашины, подъемные краны в сборочных цехах, легкие конвейеры) Ответственные механизмы, работающие с перерывами (вспомогательные механизмы на силовых станциях, конвейеры поточного производства, лифты, не часто используемые металлообрабатывающие станки) Машины: для односменной работы с неполной нагрузкой (стационарные электродвигатели, редукторы общего назначения) работающие с полной нагрузкой одну смену (машины общего машиностроения, подъемные краны, вентиляторы, распределительные валы) для круглосуточного использования (компрессоры, насосы, шахтные подъемники, стационарные электромашины, судовые приводы) непрерывно работающие с высокой нагрузкой (оборудование бумагоделательных фабрик, энергетические установки, шахтные насосы, оборудование торговых морских судов) 500 ) 4000 ) 8000 ) 12000 20000 >40000 > 100000 334 Эквивалентная динамическая нагрузка Р для радиальных и радиально-упорных подшипников есть такая условная постоянная радиальная сила Р„ которая при приложении ее к подшипнику с вращающимся внутренним кольцом и с неподвижным наружным обеспечивает такую же долговечность, какую подшипник имеет при действительных условиях нагруже- Ьйр:дКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®ийЬу 1сд:464840172 иия и вращения.
Для упорных и упорно-радиальных подшипников соответственно будет Р,— постоянная центральная осевая сила при вращении одного йз колец: Р,=(ХП;+ КГ.) К,К„ (16.29) Р. =(ХГ„+ ГГ.) К,К„ где Г„Г, — радиальная и осевая силы; Х, У вЂ” коэффициенты радиальной и осевой сил (указываются в каталоге, см. выдержки в табл. 16.5); ~' — коэффициент вращения, зависящий от того, какое кольцо подшипника вращается (при вращении внутреннего кольца ~'=1, наружного ~'=1,2); Кв— коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки: спокойная К =1, умеренные толчки К =1,3...1,5, с сильными толчками (ударами) К =2,5...3; К,— температурный коэффициент (для стали ШХ15 при ~ до 100' С К,=1, при ~=125...250' С К,=1,05...1,4 соответственно). Таблица 16.5 Г.~!!АЙ,) < Г.!(! Г,1> а а' Г/С Тнп подшипника Радиальный шариковый одно- рядный 0,56 Радиально-упорный однорядный шариковый 0,45 0,41 0,37 0,4 26 36 Подшипники роликовые конические однорядные В табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
