8 Подбор подшипников качения

Так как в зацеплении конического редуктора действуют значительные осевые силы, принимаем для валов редуктора радиально-упорные конические роликовые подшипники легкой серии по ГОСТ 333-79. Для расчета долговечности подшипников определим реакции опор обоих валов в плоскости ХОУ (горизонтальной) и XOZ (вертикальной).

Для определения реакций составим уравнения равновесия ∑М_Кi=0 (сумма моментов всех сил относительно какой-либо точки К_iравна нулю).

Проверку будем проводить по уравнению ∑F_X=0 (сумма проекций всех сил на какую-либо ось равна нулю).

На ведущий вал действуют силы (рис 8.1)

Усилие на ведущий вал от ременной передачи F_B=1244H.

Из первого этапа компоновки 0,09 м и =0,12 м и f₁=0,045 м

Обозначим опоры ведущего вала буквами А и В.

Рисунок 8.1-Расчетная схема ведущего вала

Ведущий вал

Реакции опор:

в плоскости XOY:

Направим реакции опор R_Ayи R_Byвверх, считая это направление положительным

∑М_А=0 0,09∙ F_B+0,165∙F_r1+0.5∙F_a1∙d₁+ 0,12∙R_By=0

R_By=1/0,12(-0,09∙1244-0,165∙888+0.5∙282∙0.076)=-2064H

∑М_B=0-0.5∙F_a1∙d₁+0.045∙F_r1-0,12∙R_Ay+0,21∙ F_B =0

R_Ay= 1/0,12∙(-0.5∙282∙0.076+0.045∙888+0,21∙1244)=2420H

Для проверки составим уравнение ∑F_y=0.

F_r1-R_By–F_B+R_Ay=888-2064-1244-2420=0

Реакции определены верно

R_Ay=2420 Н; R_By=2064 Н.

Плоскость ХОZ

∑М_А=0 0,165∙F_t1+0,12∙R_Bz=0

R_Bz=1/0,12(-0,165∙2561)= -3521H

∑М_B=0 0.045∙F_t1-0,12∙R_Az =0

R_Az= 1/0,12∙(0.045∙2561)=960H

Для проверки составим уравнение ∑F_z=0.

F_t1-R_Bz+R_Az=2561+3521+960=0

Реакции определены верноR_Az=960 Н; R_Bz=3521 Н.

Суммарные реакции

(8.3)

(8.4)

Осевые оставляющие радиальной нагрузки:

S_a=e∙P_ra=0.41∙2603=1067H

S_B=e∙P_rB=0.41∙4081=1673H

Где е - параметр осевого нагружения, принимаем по табл. 9.18 [1] при α=12°.

e=0.41осевые нагрузки подшипников по табл. 9.19 [1].

S_B>S_AиF_a1≤S_B-S_A

P_aB=S_B=1673H S_B-F_a1=1673-282

P_aA=S_B-F_a1=1673-282=1391H

Определим эквивалентную нагрузку

отношение , поэтому учитываем осевую нагрузку:

(8.5)

Где Х=0,45 и Y=1.34

радиальная нагрузка

коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров

(8.5)

Отношение для подшипника В , поэтому осевую нагрузкуне учитываем:

(8.5)

Где радиальная нагрузка

коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров

(8.5)

Расчет ведем по более нагруженному подшипнику на опоре В.

Расчетная долговечность, млн. об по формуле:

(8.6)

Расчетная долговечность, ч

(8.7)

Долговечность подшипников ведущего вала обеспечена, так как L_h≥[L_h]=10∙10³часов.

Ведомый вал

На ведомый вал действуют нагрузки При расчете валов учитываем возможную консольную нагрузку F_m, создаваемую соединительной муфтой. По ГОСТ 16162-78 для быстроходного вала при Т_б≤500 Нм (Т₁=293,8Нм).

F_m=120

Рисунок 8.2— Расчетная схема ведомого вала

Плоскость XOY

∑М_С=0 0.160∙F_r2+0.5∙F_a2∙d₂- 0,250∙R_Dy=0

R_Dy=1/0,250(0,160∙282+0.5∙888∙0.238)=603H

∑М_D=0 0.5∙F_a2∙d₂-0.09∙F_r2 + 0,25∙R_Cy =0

R_Cy= 1/0,25∙(0.5∙888∙0.238-0.05∙282)=321H ( )

Для проверки составим уравнение ∑F_y=0.

-F_r2+R_Dy-R_Cy=603-282-321=0

Реакции определены верно

R_Cy=321 Н; R_Dy=603 Н.

Плоскость ХОZ

Направим реакции опор R_Czи R_Dzвверх, считая это направление положительным

∑М_C=0 -0,08∙ F_m+0.160∙F_t2-0,25∙R_Dz=0

R_Dz=1/025(0.160∙2561-0,08∙2056)=980H

∑М_D=0 - 0,09∙F_t2+0,25∙R_Cz-0,33∙ F_m =0

R_Cz= 1/0,25∙(0,09∙2561+0,33∙2056)=3635H

Для проверки составим уравнение ∑F_z=0.

-F_t2+R_Dz-F_m+R_Cz=980+3635-2561-2056=0

Реакции определены верно

R_Cz=980Н; R_Dz=3635 Н.

Суммарные реакции

(8.3)

(8.4)

Осевые оставляющие радиальной нагрузки:

S_C=e∙P_rC=0.83∙0.35∙1031=300H

S_D=e∙P_rD=0.83∙0.35∙3684=1070H

Где е - параметр осевого нагружения, принимаем по табл. 9.18 [1] при α=12°.

e=0.35осевые нагрузки подшипников по табл. 9.19 [1].

S_D≥S_CиF_a2≥S_D-S_C

P_aC=S_C=300 H

P_aD=S_C+F_a2=300+880=1180H

Определим эквивалентную нагрузку

отношение , поэтому осевую нагрузкуне учитываем:

(8.5)

Где Х=1 и Y=0

радиальная нагрузка

коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров

отношение , поэтому учитываем осевую нагрузку:

(8.5)

Где радиальная нагрузка

коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров

Расчет ведем по более нагруженному подшипнику на опоре C.

Расчетная долговечность, млн. об по формуле:

(8.6)

Расчетная долговечность, ч

(8.7)

Долговечность подшипников ведущего вала обеспечена, так как L_h≥[L_h]=10∙10³часов.

Для зубчатых редукторов ресурс работы подшипников не должен быть менее 10000 ч.