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)

При расчете валов учитываем возможную консольную нагрузку F_m, создаваемую соединительной муфтой. По ГОСТ 16162-78 для быстроходного вала при Т_б≤250 Нм (Т₁=49,4Нм).

F_m=80

Из первого этапа компоновки 0,1 м и =0,12 м и f₁=0,06 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

0,1∙ F_b+0,12∙F_by+0.18∙F_r1-0,5∙d₁∙Fa1=0

R_By=1/0,12(+0,1∙1137+0,18∙850-0.5∙0,067∙212)=-2163H

∑М_B=0

+0.06∙Fr+.0,22∙Fb-0,12∙R_Ay-0,5d1∙Fa1 =0

R_Ay= 1/0,12∙(+0.06∙850+∙0,22·1137-0,5·0,067·212)=2450H

Для проверки составим уравнение ∑F_y=0.

R_Ay+Fr1-Fb-Rby=2450+850-1137-2163=0

Реакции определены верно

R_Ay=2450 Н; R_By=2163 Н.

Плоскость ХОZ

∑М_А=0

0,12∙ R_Bz +0,18∙ F_t1=0

R_Bz=-0.18/0,12·2406= -3609H

∑М_B=0

0.06∙F_t1-0,12∙R_Az =0

R_Az= 0,06/0,12·2406=1203H

Для проверки составим уравнение∑F_z=0.

F_t1-R_Bz+R_Az=1203+2406-3609=0

Реакции определены верно R_Az=1203 Н; R_Bz=3609 Н.

Суммарные реакции

(8.3)

(8.4)

Осевые оставляющие радиальной нагрузки:

S_a=e∙P_ra=0.83·0,38·2729=861H

S_B=e∙P_rB=0,83∙0,38·4208=1327H

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_aA=S_b+Fa1=1327+212=1539H

P_aB=S_b=1320

Определим эквивалентную нагрузку

отношение , поэтому не учитываем осевую нагрузку:

(8.5)

Где Х=0,4 и Y=0

радиальная нагрузка

коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров

Отношение для подшипника В , поэтому осевую нагрузку не учитываем:

(8.5)

Где Х=1 и Y=0

коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров

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 Усилие на ведущий вал от ременной передачи F_B=1896H.

Рисунок 8.2— Расчетная схема ведомого вала

Плоскость XOY

∑М_С=0

0.12∙F_r2+0.17∙ R_Dy +0,5·d2·Fa2=0

R_Dy=-1/0,17(0,12·212+0.5∙0,27∙850)= -825H

∑М_D=0

0.5∙F_a2∙d₂-0.05∙F_r2 -0,17∙R_Cy =0

R_Cy= 1/0,17∙(0.5∙0,27·850-0.05∙212)=613Нaa

Для проверки составим уравнение ∑F_y=0.

-F_r2+R_Dy-R_Cy=613+212-825=0

Реакции определены верно

R_Cy=613 Н; R_Dy=825 Н.

Плоскость ХОZ

Направим реакции опор R_Czи R_Dzвверх, считая это направление положительным

∑М_C=0

0,12∙ F_m-0.12∙F_t2+0,17∙R_Dz=0

R_Dz=0,12/0,17(2406-2204)=143H

∑М_D=0

0,05∙F_t2-0,17∙R_Cz+0,29∙Fm =0

R_Cz= 1/0,17∙(0,05∙2406+0,29∙2204)=4467H

Для проверки составим уравнение ∑F_z=0.

-F_t2+R_Dz–F_B+RCz=4467+143-2204-240=0

Реакции определены верно

R_Cz=4467 Н; R_Dz=143 Н.

Суммарные реакции

(8.3)

(8.4)

Осевые оставляющие радиальной нагрузки:

S_C=e∙P_rC=0.83∙0.41∙4509=1534H

S_D=e∙P_rD=0.83∙0.41∙837=285H

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>0

P_aC=S_C=1534H

P_aD=S_C+F_a2=1534+850=2384H

Определим эквивалентную нагрузку

отношение , поэтому осевую нагрузку не учитываем:

(8.5)

Где радиальная нагрузка

коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров

отношение , поэтому учитываем осевую нагрузку:

(8.5)

Где Х=0,4 и Y=1.96

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.