5.Методика выбора подшипников качения в примерах

Пример 1

Подобрать подшипники качения для опоры вала червяка.

Рис. 5.1.

Если частота вращения вала n = 949 мин^-1. Требуемая долговечность подшипников = 6300 ч. Диаметр посадочной поверхности вала d = 45 мм. Максимальные длительно действующие силы = 4375 H, = 7500 H. Расстояние между опорами червяка =284 мм. Режим нагружения - ( = 0,8).

Находим эквивалентные нагрузки (рисунок 5.1):

= 0,8 ^. 4375 = 3500 Н

= 0,8 ^.7500 = 6000 H

Принимаем предварительно подшипник шариковый радиально-упорный легкой серии 46209 с углом контакта = 26 [2].

1. Для этого подшипника по таблице 24.15 [2]  = 30400 H.

2. По таблице 4.3 для подшипника с углом = 26 находим е =0,68.

3. Для комплекта из двух шарикоподшипников имеет С_r = 1,625^. = 1,625^.30400=49400 H ( для случая, когда в одной опоре устанавливают два одинаковых радиальных или радиально-упорных однорядных подшипника, образующих один подшипниковый узел).

4. Отношение = 6000 / (1^.3500) = 1,71, что больше е = 0,68. По таблице 4.3. принимаем для двухрядного подшипника =0,67, =1.44.

5. Эквивалентная динамическая нагрузка при К_б = 1,3 и К_Т = 1

,

=14046,5 Н.

6. Требуемая грузоподъемность

,

Н.

Так как С_тр>C_r (99800,38>49400), то этот подшипник не подходит.

Аналогичным расчетом можно убедиться в том, что не подойдет и подшипник средней серии 46309 с углом контакта , так как для этого подшипника = 48100 H и, следовательно, для комплекта из двух подшипников = 78162,5 H, а требуемая грузоподъемность =99800,38 H ( см. предыдущий расчет). Теперь проверим, не подойдет ли подшипник шариковый радиально - упорный легкой серии 36209 с углом контакта .

1. Для этого подшипника по таблице 24.15 [2]  = 25600 H, C_r = 32300 H.

2. Подшипниковый узел образуют два одинаковых радиально-упорных шарикоподшипника, которые рассматривают как один двухрядный подшипник, нагруженный силами F_r и F_a.

3. Для комплекта из двух шарикоподшипников имеем:

4. Определяем отношение =26000/51200=0,234 и по таблице 6.3 находим .

5. Отношение , что больше e = 0,5. По таблице 4.3 принимаем значения для двухрядного подшипника X = 0,74, Y = 1,76.

6. Эквивалентная динамическая нагрузка

при , равна

7. Требуемая грузоподъемность

= 121459,97 Н.

Так как С_тр >C_r (121459,97>52487,5), то подшипник не пригоден.

Проверим, не подойдет ли подшипник шариковый радиально-упорный с углом контакта . Для d = 45 мм выпускаются подшипники этого типа только тяжелой серии 66409. Для этого подшипника имеем:

1. = 81600 H

2. По таблице 7.1 [1] для подшипника с углом находим

3. Для комплекта из двух шарикоподшипников имеем:

C_r = 1,625 ^. C_r = 1,625 ^.81600 = 132600 Н.

4. Отношение /(VF_r ) = 6000/(1^.3500) =1,71, что больше e = 0,95 . По таблице 7.1 [1] принимаем значения для двухрядного подшипника X=0,6; Y=1,07

5. Эквивалентная динамическая нагрузка при =1,3; =1, равна

.

Н

6. Требуемая грузоподъемность:

Н

Так как (78695<132600), то подшипник пригоден.

7. Если суждение о пригодности выносят из сопоставления требуемой и базовой долговечности, то определяют базовую долговечность предварительно выбранного шарикового радиадьно - упорного подшипника с углом контакта  = 36⁰

млн об.

ч.

Так как расчетная долговечность больше требуемой (30137>6300), то подшипник пригоден.

Поэтому окончательно принимаем шариковый радиально-упорный подшипник тяжелой серии 66409 с углом контакта  = 36⁰ (d=45 мм, D=120 мм,).

Пример 2

Подобрать подшипники качения для опор выходного вала цилиндрического зубчатого редуктора общего назначения. Частота вращения вала n = 360 мин^-1. Требуемая долговечность подшипников = 48843 ч (рисунок 5.2). Диаметр посадочных поверхностей вала d = 65 мм. Максимальные длительно действующие силы: = 5080 Н, = 5080 Н, F_Amax = 1300 Н. Режим нагружения - II; = 0,63.

Рисунок 5.2.

Находим эквивалентные нагрузки:

Н;

Н;

Н.

1) Предварительно принимаем шариковые радиальные подшипники легкой серии 213. Схема установки подшипников - в распор.

2) Для этих подшипников из таблице 24.10 [2] находим, что

3) Т.к. подшипники радиальные, то осевые составляющие S = 0. Из условия равновесия вала:

Подшипник опоры 1 более нагружен, чем подшипник опоры 2, поэтому дальнейший расчет производят для подшипника опоры 1.

4) Отношение Из таблицы 4.3 [2] выписываем X =0,56, Y = 2,08, e = 0,21.

5) Отношение

что больше e = 0,21 (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Окончательно принимаем X = 0,56, Y = 2,08.

6) Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка

.

Принимаем (температура работы подшипника меньше 100  ), (см. таблицу 6.3) [1].

Н.

7) Требуемая динамическая грузоподъемность

,

Н,

т.к. (44480 < 44900), то предварительно взятый подшипник подходит.

8. Если подбор подшипника производят из сопоставления требуемой и базовой долговечности, то в п. 7 определяют базовую долговечность предварительно выбранного шарикового радиального подшипника легкой серии 213.

млн об.

ч.

Так как базовая долговечность больше требуемой (50250>48843), то подшипник пригоден.

Пример 3

Подобрать подшипники для опор вала редуктора привода пластинчатого конвейера (рисунок 5.3). Частота вращения вала n = 250 об/мин. Требуемая долговечность подшипников  = 10000 ч. Диаметр посадочных поверхностей вала d = 45 мм. Максимальные длительно действующие силы:  = 9300 Н, =7000Н, = 3690 Н. Режим нагружения - III, К_Э = 0,56.

Находим эквивалентные нагрузки:

Рисунок 5.3

1. Предварительно принимаем конический роликовый подшипник легкой серии 7209. Схема установки подшипников распор.

2. Для этого подшипника из таблицы 24.16 [2] выписываем:

Н, Н, e = 0,41, Y = 1,45.

3. Осевые составляющие от радиальных нагрузок:

4. Осевые силы, нагружающие подшипники.

Т.к. и , то по таблице 7.2 [1]

.

5. Отношения что меньше е = 0,41. Тогда, для опоры 1 X = 1, Y = 0.

что больше е. Тогда для опоры 2 X = 0,4, Y = 1,45.

6 Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка при и (см. таблицу 7.3) [1] в опорах 1 и 2

7. Для более нагруженной опоры 2 определяем требуемую динамическую грузоподъемность подшипника 7209

,

Н.

Т. к. (41691<42700), то предварительно намеченный подшипник подходит.

8. Если подбор подшипников производят из сопоставления требуемой и базовой долговечности, то в п. 7 определяют базовую долговечность предварительно выбранного конического роликового подшипника легкой серии 7209.

млн об.

ч.

Так как базовая долговечность больше требуемой (10800>10000), то подшипник пригоден.