4.Компоновка и подбор подшипников качения

С целью предварительной конструктивной проработки выбирают тип подшипника и класс точности, определяется схема установки подшипников рисунки 4.1...4.6. Далее определяют силы, действующие на подшипник и производят расчет на статическую или динамическую грузоподъемность.

Основные критерии работоспособности подшипника качения - динамическая и статическая грузоподъемность.

По статической грузоподъемности подшипники выбирают в тех случаях, когда они воспринимают внешнюю нагрузку в неподвижном состоянии или вращаясь с частотой <1,05 с^-1 (n < 10 мин^-1).

По динамической грузоподъемности подшипники выбирают при частоте вращения кольца >1,05 с^-1 ( мин^-1).

Рис. 2.22 Схема компоновки ведомого вала

червячного редуктора .

Рис. 2.19 Компоновка ведомого вала червячного редуктора .

d_f

4.1.Определение сил, нагружающих подшипники

Определение радиальных реакций подшипника

При расчете подшипников следует определять общую реакцию, использовав при этом величины реакций опор в вертикальной и горизонтальной плоскостях, определенные из условий равновесия при проектировании валов привода для технологического оборудования (раздел 2.2) по формуле

Определение осевых нагрузок

При установке вала на шариковых радиальных подшипниках осевая нагрузка , нагружающая подшипник, равна внешней осевой силе , действующей на вал.

При установке вала на радиально-упорных подшипниках осевые силы , нагружающие подшипники, находят с учетом осевых составляющих S от действия радиальных нагрузок . (суммарная реакция опоры вала известна из предыдущих расчетов):

а) Для шариковых радиально- упорных с углом контакта  < 18⁰ . В этих подшипниках действительный угол контакта отличается от начального и зависит от , и . Поэтому коэффициент принимают по графику (рисунок 4.7) в зависимости от соотношения .

б) Для шариковых радиально-упорных с углом контакта   18⁰

и .

Значения коэффициента е принимают по таблице 5.3.

в) Для конических роликовых и .

Значения коэффициента e принимают по таблицам 18.33...18.35 [2].

Для нормальной работы радиально-упорных подшипников необходимо, чтобы в каждой опоре осевая сила, нагружающая подшипник, была бы не меньше осевой составляющей от действия радиальных нагрузок, т. е.

Кроме этого должно выполняться условие равновесия вала, например рисунок 6.2 б, [2]

Рис. 4.7. График для определения e в зависимости от F_r/C_0.

При подборе двухрядных радиально-упорных шариковых или конических роликовых подшипников необходимо отметить, что даже небольшие осевые силы влияют на величину эквивалентной нагрузки. Следует учитывать, что при расчете динамической грузоподъемности и эквивалентной динамической нагрузки узла, состоящего из сдвоенных радиально-упорных подшипников, установленных узкими или широкими торцами наружных колец друг к другу, пару одинаковых подшипников рассматривают как один двухрядный радиально-упорный подшипник.

Сдвоенные радиально-упорные шариковые или конические роликовые подшипники при отношении рассчитывают как двухрядные.

Если , то в двухрядных подшипниках будет работать только один ряд тел качения, и величину динамической грузоподъемности следует принимать такой же, как для однорядного подшипника.

Осевые нагрузки, действующие на радиально-упорные конические подшипники, определяют с учетом схемы действия внешних усилий в зависимости от относительного расположения подшипников (рисунок 4.8).

Если радиально-упорные подшипники установлены по концам вала в распор или врастяжку, то результирующие осевые нагрузки каждого подшипника определяют с учетом действия внешней осевой нагрузки (осевое усилие червяка, осевые усилия косозубых или конических зубчатых колес и пр.); должны быть учтены осевые составляющие от радиальных нагрузок, действующие на каждый подшипник.

Результирующие осевые нагрузки подшипников определяют по таблице 4.1. Ориентировочные рекомендации по выбору подшипников даны в таблице 4.2.

Рис. 4.8. Схема действия сил в радиально-упорных подшипниках, установленных: а) - в распор; б) врастяжку

При определении осевых нагрузок двухрядных (сдвоенных) радиально-упорных подшипников осевые составляющие S не учитывают.

Схемы компоновки подшипников качения показаны на рисунках 4.1...4.6).

В радиально - упорных подшипниках радиальные реакции считаются приложенными к валу в точках пересечения нормалей, проведенных к серединам контактных площадок. Расстояние (см. рисунок 4.6) между этой точкой и торцом подшипника для однорядных радиально-упорных шарикоподшипников

(4.1)

для однорядных роликовых конических подшипников

(4.2)

Таблица 4.1

Формулы для расчета осевых нагрузок

Условия нагружения		Осевые нагрузки

Если в двухрядных радиально-упорных подшипниках работают оба ряда тел качения, то считают, что радиальная реакция приложена посередине подшипника. Если же работает только один ряд, то радиальные реакции, как и для однорядных подшипников, смещаются на расстояние

(4.3)

для двухрядных конических роликоподшипников

, (4.4)

Величины В, d, D, , e выбирают из таблиц приложения.

Таблица 4.2

Рекомендации по выбору радиально-упорных

шарикоподшипников

Отношение	Конструктивное обозначение и угол контакта	Осевая составляющая радиальной нагрузки S в долях от Fr1	Примечание
0,35...0,8	36000, =120	0,3Fr1	Допустимо использование особо легкой и сверхлегкой серий
0,81...1,2	46000, =260	0,6Fr1	При весьма высоких скоростях легкая серия предпочтительнее
Св. 1,2	66000, =360	0,9Fr1	Для высоких скоростей подшипник с данным углом контакта непригоден
Примечание. При применяют однорядные радиальные шариковые подшипники