Лекція 1 Опори валів осей (продовження). Несуча здатність підшипників кочення за статичною та динамічною вантажопійомністю.

План

1. Несуча здатність підшипників кочення.

2. Підбір підшипників кочення за статичною та динамічною вантажопідйомністю.

Перевірка підшипника на статичну вантажопідйомність полягає в перевірці умови:

(8.3)

де F_o - еквівалентне статичне навантаження; kg- коефіцієнт безпеки (табл. 1).

Еквівалентне навантаження визначається з умови навантаження підшипника за формулою:

де F_r і F_a- відповідно радіальне та осьове навантаження на підшипник; Х_о і Yo- відповідно коефіцієнти радіального та осьового навантаження (табл. 8.2).

Перевірка роботоздатності підшипника за динамічною вантажо­підйомністю полягає в виконанні умови:

(8.4)

де F - еквівалентне навантаження на підшипник; L - довговічність підшипника в млн обертів; а=3 для шарикопідшипників і а = 3,33 для роликопідшипників.

Значення коефіцієнта безпеки Кв
Тип машини	Вид навантаження
Ручні приводи, приводи керування, стрічкові конвеєри	Спокійна без поштовхів	1,0
Електродвигуни, станки з обертальним рухом	Легкі поштовхи, переванта­ження до 120% від но­мінального	1,0-1,2
Зубчасті передачі, редуктори, коробки пере­дач, механізми кранів	Помірні поштовхи. Переван­таження до 150% від но­мінального	1,3 .1,5
Центрифуги, сепаратори, механізми дорож-них машин, довбальні і стругальні станки	Те ж, при підвищеній на­дійності	1.5...1.8
Дробарки, копри, кривошипно-шатунні ме­ханізми	Значні поштовхи. Переванта­ження до 200% від но­мінального	1,8-2,5
Ковочні машини, механізми прокатних станів	Сильні удари. Перевантаження до 300% від номінального	2,5...3,0

Коефіцієнти радіального Х_о та осьового Y_o навантажень для однорядних підшипників

Тип підшипника	Хо	Yo
Шарикові радіальні	0,6	0,5
Шарикові радіально-упорні 3 кутом = 12° =26° =36°	0,6 0,5 0,5	0,5 0,37 0,28
Роликові радіально-упорні	0,5	0,22 ctg

Еквівалентне навантаження на підшипник визначається як

для радіальних і радіально-упорних підшипників і

для упорних підшипників.

Тут V_r - коефіцієнт обертання (V_r = 1 при обертанні внутрішнього і V_r= 1,2 при обертанні зовнішнього кілець); X і Y - коефіцієнти відповідно радіального і осьового навантажень (табл. 8.3); F_r - радіальне навантаження; F_a2 - сумарне осьове навантаження на підшипник; k_б - коефіцієнт безпеки (табл. 8.1); Кт - температурний коефіцієнт (к_т = 1 при температурі підшипникового вузла t< 100° С).

Довговічність підшипника

(8.5)

де - кутова швидкість обертання вала, рад/с; L_h - довговічність роботипідшипника, год.

Рис. 8.5. До розрахунку осьової складової в підшипниках для радіально-упорних роликових (а) і шарикових (б) підшипників

При визначенні сумарного осьового навантаження для радіально-упорних підшипників необхідно враховувати, що в них при радіальному навантаженні силою F_r виникає осьова складова S (рис. 8.5), яка залежить від кута контакту тіла кочення з зовнішнім кільцем і ви­значається як S = e F_r для шарико і S = 0,83 e F_r для роликопідшипників. Тут e - параметр осьового навантажен­ня, величина якого визначається з табл. 8.3, причому для шарикових підшип­ників він залежить від співвідношення F_a/C_o, оскільки при збільшенні осьової сили F_a збільшуватиметься і кут контакту. При відсутності зовнішнього осьового навантаження на вал за сумарне осьове приймають більше з осьових зу­силь S двох підшипників.

Якщо на вал діє зовнішнє осьове навантаження F_a (рис. 8.6), значення F що діє на кожний підшипник, можна визначити так. Прикладемо невідоме навантаження F_x для рівноваги системи сил S_b S₂ і F_a

Тоді

невідомі осьові сили

Рис. 8.6. Схема до розрахунку підшипників

Коефіцієнти радіального X та осьового Y навантаження для однорядних підшипників

Тип	Кут		X	Y	X	Y
підшипника	кон-	Fa/C0	при		при		є
	такту		Fa/VFr	<е	Fa/VFr	>е
Шарикові		0,014				2,30	0,19
радіальні		0,028				1,99	0,22
		0,056				1,71	0,26
		0,084				1,55	0,28
	0	ОДІ	1	0	0,56	1,45	0,30
		0,17				1,31	0,34
		0,28				1,15	0,38
		0,42				1,04	0,42
		0,56				1,00	0,44
Шарикові		0,014				1,81	0,30
радіально-		0,029				1,62	0,34.
упорні		0.057				1,46	0,37
		0,086				1,34	0,41
	12°	0,11	1	0	0,46	1,22	0,45
		0,17				1,13	0,48
		0,29				1,04	0,52
		0,43				1,01	' 0,54
		0,57				1,00	0,54
	24...26°	-	1	0	0,41	0,87	0,68
		-	1	0	0,37	0,66	0,95
Роликові конічні	-	-	1	0	0,4	0,4 ctgp	1,5 tgP

Інколи при виборі підшипників виникає питання про довговічність його роботи за тих чи інших умов навантаження. В цьому випадку розрахункову дов­говічність підшипника L_hp можна легко визначити із співвідношення (8.4) з ура­хуванням (8.5):