О.А. Ряховский, А.В. Клыпин - Детали машин (1065792), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Кольца и тела качения работают в условиях высоких контактных напряжений и поэтому должны иметь высокую прочность и твердость. Их изготовляют из специальных подшипниковых сталей марок ШХ15, ШХ15СГ и др. Твердость колец и роликов (60...66) НВС„а шариков (63...67) НВС,. Сепараторы массовых подшипников изготовляют из углеродистой стали, Для быстроходных подшипников применяют массивные (прочные) сепараторы из бронзы, латуни, металлокерамики, пластмассы. 17.5.
Расчет подшипников по статической грузоподъемности Базовая статическая грузоподъемность подшипников— это такая статическая сила„превышение которой вызывает недопустимые остаточные деформации в деталях подшипника, равные 0,0001 диаметра тела качения. Статическую грузо- 233 (17.3) Рз„= Хрр„+ Ут,Г, (17.1) оД )11 = сопв$, Ро = Хрр~+ Урр . (17.2) Таблица 171 Ь„= втазз ф (17.4) Значения коэффициентов Хр и ур 235 234 подъемность для радиальных и радиально-упорных подшипников обозначают Ср„, для упорных и упорно-радиальных— Ср, и указывают в каталогах. При действии на радиальные и радиально-упорные подшипники одновременно радиальной Р, и осевой Р, сил расчет ведут по эквивалентной радиальной статичестрой нагрузке Рр„, которая вызывает такую же остаточную деформацию, как и действительная нагрузка где Хр, Ур — коэффициенты статической радиальной и осевой нагрузки. Если Рр, ( Р„, то принимают Рр, = Г„.
Для упорно-радиальных и упорных подшипников эквивалентная осевая статическая нагрузка Значения коэффициентов Хр и Ур приведены в табл. 17.1. При действии статической нагрузки должны выполняться условия: Рр„к Ср„или Рр~ < Сэ 17.б. Расчет подшипников качения по динамической грузоподъемности Ресурс подшипника качения — число оборотов одного из колец относительно другого до появления признаков усталости материала колец или тел качения. Ресурс подшипников выражают в миллионах оборотов Х„или в часах Х.ь.
10аЬ„ г.ь = — ° бол где и — частота вращения внутреннего или наружного кольца подшипника, мин т. Уравнение кривой усталости имеет вид: где ан — максимальное значение контактного напряжения; 111 — число циклов нагружения; ттт = 9 для шариков и вт = 20/3 для роликов. Уравнение кривой усталости можно также представить в видж где ܄— расчетный ресурс в миллионах оборотов, соответствующий надежности подшипника (100 — п)%, индекс и означает вероятность отказа подшипника п%, для подшипников общего применения и = 10; р = 3 для шарикоподшипников и р = 10/3 для роликоподшипников; ат — коэффициент, учитывающий надежность подшипника при и = 10, ат = 1, для ответственных узлов, требующих более высокой надежпп (100 — ар"' ности, а = ~ ' ~ (например, для надежности 99% 1п 90 .1 ат = 0,21); азз — коэффициент, учитывающий условия смазывания подшипника и качество материала деталей подшипника; С вЂ” базовая динамическая грузоиодьемность подшипника — такая условная постоянная сила, которую подшипник может теоретически воспринимать в течение одного миллиона оборотов при ат = азз = 1.
Однако при А = 1 контактные напряжения превышают допустимые и значение силы Р соответствует теоретическому участку кривой усталости Рис. 17.5. Кривее уста лести подшипника Р„= (ХЪT„+ УР )К К, . (17.6) Здесь Р„и Р, — соответственно радиальная и осевая силы, действующие на подшипник; Х и У вЂ” соответственно коэффициенты радиальной и осевой динамической нагрузки„(' — коэффициент вращения. При вращении внутреннего кольца )г = 1, при вращении наружного кольца У = 1,2. Для сферических 236 Р (рис.
17.5). Зависимость (17.4) Е справедлива при условии Р < О, бС. Значения динамической грузо- подъем ности для всех типораз- 0,5Е Р( Е мероз стандартных подшипников приведены в каталогах. Для радиальных и рздиально- О) (,млнсбсрстсе упорных подшипников под С понимают базовую динамическую радиальную грузоподъемность С„.
Для упорных и упорно-радиальных подшипников расчет ведут по бааовой динамической осевой грузоподъемности С,. Комплект сдвоенных подшипников (см. рис. 17.4) рассчитывают как один двухрядный. В случае выхода из строя одного подшипника заменяют весь комплект. Для сдвоенных радиально-упорных шариковых подшипников суммарная базовая динамическая грузоподъемность Сеа = = 1,62С„, для конических роликоподшипннков С,х = 1,71С„ (здесь ф— базовая динамическая груаоподъемность одного подшипника). Р— эквивалентная динами ческая нагрузка, которая учитывает условия нагружения и конструкцию подшипника.
«Формула (17. 4) справедлива, если частота вращения кольца подшипника и не превышает предельно допустимую частоту для данного подшипника, указываемую в каталоге. При и = (1...10) мин 1 условно принимают и = 10 мин 1. Эквивалентная динамическая нагрузка Р— это такая постоянная сила (радиальная для радиальных и радиально-упорных подшипников; осевая для упорных и упорно-радиальных), прн которой обеспечиваются такой же ресурс и надежность, как и при действительных условиях нагружения. Для радиальных и радиально-упорных подшипников эквивалентную динамическую нагрузку обозначают Р„и определяют по Формуле: Ре Р КвКте для упорно-радиальных подшипников Р (ХГ + УР )К К .
Коэффициенты Х и У (табл. 17.2, 17.3, 17.4) зависят от типа подшипника и параметра осевого нагружения е. При 1 а б л и ц а 17.2 Значение е, Х и У длл радиальных и радиально-упорных шарикоподшипникоз Подшипники одиорядиые Подшипники диухрядиые р /(уу,) < е Р /(уу,) > е Р /(УГ,) > е 1,0 0,56 0,44/е 0' О 0,56 0,44/е ~ ЯР«ссеа) 0,88/е О,ог/е О.74 1,0 0.55/» 0,45 12 о.п ~ Я«««ссеа ~ 0,91/е 15' 0,63/е 0,72 0,56/е 1.0 0,57 0,43 1.0 1,0 1.09 О,ТО 1,6З 25' 0.92 0,67 0,87 0.41 1,0 0,68 1,41 26 0,41 0.68 0,87 1.41 1,0 0,92 0,67 0,66 0,60 1,07 1,0 0,66 О,ЗТ 0,95 36' 0,93 1.0 0,55 0,5Т 0,57 0,35 40' 1,14 Примечания: 1. Для одиорядиых подшипников при Р /($'Р,) 4 е Х = 1, У = О.
2. )З«е — диаметр шариков; 2 — число шариков в одном ряду. 237 подшипников в любом случае )г = 1. Коэффициент Кв = 1...3 учитывает динамичность нагрузки и зависит от величины кратковременной перегрузки. Температурный коэффициент Кт = 1 при температуре до 100 'С, при большей температуре Кт~ 1 Эквивалентная динамическая нагрузка для упорных подшипников Губ б 17,7 1 б б 17,4 239 238 Р— С е принимают Х = 1, У=.О, осевая сила не уменьшает ресурс подшипника, так как с ее ростом увеличивается дуга контакта тел качения с кольцами и более равномерно распределяются силы между телами качения. В шарикоподшипниках с малыми углами контакта (а < 18') под действием осевой силы действительный угол контакта изменяется, для втих подшипников козффициент осевого нагружения зависит и от Р .
Значения Х, У для радиально-упорных конических и радиальных сферических роликоподшипников Значения Х„У для шариковых радиальных сферических подшипников Полученное по зависимости (17.3) значение ресурса подшипника Аа сравнивают с заданным ресурсом механизма 1.ы.
Если условие Ьь > Ь„б не выполняется, то следует увеличить размеры подшипника. 17.7. Зазоры и предварительные натяги в подшипниках качения Под зазором понимают величину возможного перемещения одного кольца относительно другого в осевом направлении (осевой зазор) или в радиальном направлении (раднальныи зазор). Оптимальные значения радиальных н осевых зазоров являются условием нормальной работы подшипника. При недостаточных зазорах существует опасность их выборки нз-за температурных деформаций деталей подшипника и, как следствие, роста момента трения в подшипнике.
При завышенных зазорах возрастает неравномерность распределения сил между телами качения и теряется точность вращения подшипника. В нерегулируемых подшипниках стандартами установлены величины начальных (создаваемых при изготовлении) радиальных зазоров. Осевые зазоры регулируемых подшипников устанавливают при монтаже путем взаимного осевого смещения их колец. Значение требуемого осевого зазора зависит от размеров подшипника, номинального угла контакта, расстояния между подшипниками и разности температур корпуса н вала.
В некоторых ответственных узлах, например в опорах шпинделей металлорежущнх станков, для обеспечения повышенной жесткости узла и точности вращения подшипников, а также для исключения верчения шариков под действием гироскопического момента, применяют сборку подшипников с предварительным натягом (преднатягом). Преднатяг состоит в сжатии тел качения осевыми силами при сборке подшипникового узла. "(7.8. Определение осевых реакции в радиально-упорных подшипниках При расчете радиально-упорных подшипников учитывают дополнительные осевые силы, возникающие от радиальной силы Г из-за наклона контактных площадок к оси подшипника Г (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
