4.2. Проверочный расчет подшипников на долговечность по динамической грузоподъемности
Задача раздела: определить расчётный ресурс выбранных подшипников качения.
Вероятный вид разрушения: усталостное выкрашивание.
Критерий расчета: контактная выносливость.
Ресурс подшипников определяется по формуле [3, c.7]
где
- ресурс, ч;
– динамическая грузоподъемность, Н;
- эквивалентная
нагрузка, Н;
- -
частота вращения вала, об/мин;
- показатель
кривой выносливости.
Исходные данные, необходимые для расчета подшипников в программе «Madeshar», сведем в табл. 4.1
Таблица 4.1
Исходные данные для проверочного расчета подшипников качения.
№ вала |
n, об/мин |
№ подшипника |
Радиальные нагрузки, Н |
Осевая нагрузка, Н |
1 |
1040 |
209 |
|
952 |
2 |
247 |
2309 |
|
952 |
3 |
70 |
213 |
|
0 |
Некоторые дополнительные данные:
-
коэффициент вращения кольца вокруг
подшипника,
,
так как вращается внутреннее кольцо
подшипника [3, c.7];
-
коэффициент безопасности, так как
подшипник используется в редукторе
7-ой степени точности, принимаем
[3, c.9];
-
коэффициент, учитывающий влияние
температуры, так как подшипник используется
в цилиндрическом редукторе, он не
нагревается выше 70° С, поэтому принимаем
;
-вариант нагружения – 10;
-исполнение подшипников – основное;
-ресурс
часов.
Схемы нагружения подшипников качения
Рис. 4.5
4.3. Результаты расчета подшипников качения. Расчет в программе “Madeshar”
ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ ИСХОДНОГО ВАЛА
ТРЕБУЕМЫЙ РЕСУРС 9300 ч КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ 1.30
РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ типовая циклограмма нагружения N10 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.00 ОПОРЫ ВАЛА: плавающие
относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника
ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ВАЛА 1040.0 об./мин. ВНЕШНЯЯ ОСЕВАЯ СИЛА 0 Н
Опора 1 2
Подшипник 209 209
Радиальная реакция, Н 2850 1370
Максимальная осевая реакция, Н 0 0
Статическая грузоподъемность, Н 18600 18600
Эквивалентная статическая нагрузка, Н 5700 2740
Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 9220 83000
Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.899 0.996
Первый подшипник обеспечивает требуемый ресурс, и, будучи подшипником легкой серии, не нуждается в замене.
ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ ПРОМЕЖУТНОГО ВАЛА ВАРИАНТ № 1
ТРЕБУЕМЫЙ РЕСУРС 9300 ч КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ 1.30
РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ типовая циклограмма нагружения N10 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.00 ОПОРЫ ВАЛА: плавающие
относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника
ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ВАЛА 247.0 об./мин. ВНЕШНЯЯ ОСЕВАЯ СИЛА 0 Н
Опора 1 2
Подшипник 2309 2309
Радиальная реакция, Н 5680 5680
Максимальная осевая реакция, Н 0 0
Статическая грузоподъемность, Н 41500 41500
Эквивалентная статическая нагрузка, Н 11360 11360
Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 80600 80600
Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.996 0.996
Второй подшипник имеет избыточный ресурс, поэтому переходим к легкой серии.
ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ ПРОМЕЖУТНОГО ВАЛА ВАРИАНТ №2
ТРЕБУЕМЫЙ РЕСУРС 9300 ч КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ 1.30
РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ типовая циклограмма нагружения N10 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.00 ОПОРЫ ВАЛА: плавающие
относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника
ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ВАЛА 247.0 об./мин. ВНЕШНЯЯ ОСЕВАЯ СИЛА 0 Н
Опора 1 2
Подшипник 2209 2209
Радиальная реакция, Н 5000 5000
Максимальная осевая реакция, Н 0 0
Статическая грузоподъемность, Н 25500 25500
Эквивалентная статическая нагрузка, Н 10000 10000
Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 23800 23800
Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.975 0.975
ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ ВЫХОДНОГО ВАЛА
ТРЕБУЕМЫЙ РЕСУРС 9300 ч КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ 1.30
РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ типовая циклограмма нагружения N10 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.00
ОПОРЫ ВАЛА: плавающие
относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника
ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ВАЛА 70.0 об./мин. ВНЕШНЯЯ ОСЕВАЯ СИЛА 0 Н
Опора 1 2
Подшипник 213 213
Радиальная реакция, Н 4510 4510
Максимальная осевая реакция, Н 0 0
Статическая грузоподъемность, Н 34000 34000
Эквивалентная статическая нагрузка, Н 9020 9020
Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 100000 100000
Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.999 0.999
Третий подшипник обеспечивает требуемый ресурс, и, будучи подшипником легкой серии, не нуждается в замене.
Полученные результаты приведены в табл. 4.2
Таблица 4.2
Результаты проверочного расчета подшипников качения.
(t=9300 часов)
№ вала |
№ подшипников |
Расчетный ресурс, ч |
№ выбранного подшипника |
1 |
209 |
9220 |
209 |
2 |
2309 |
80600 |
2209 |
2209 |
23800 |
||
3 |
213 |
100000 |
213 |