12.3. Подбор подшипников быстроходного вала

Исходные данные: реакции в опорах , , ; внешняя осевая нагрузка ; частота вращения вала ; диаметр вала под подшипником ; расстояние между подшипниками ; требуемый ресурс подшипников ; режим работы – умеренные толчки; температура подшипникового узла .

Определим (для каждой из опор вала) величину суммарной радиальной номинальной реакции R , H, по следующей зависимости:

X , Y – составляющие (по соответствующим осям координат) радиальной реакции рассматриваемой опоры вала, возникающей от воздействия всех остальных номинальных внешних нагрузок, приложенных к валу, H;

Значение радиальной нагрузки на подшипник F_r зависит от количества подшипников, установленных в рассматриваемой опоре вала. При установке в опоре одинарного подшипника его номинальная радиальная нагрузка Fr , кН, будет составлять F_r = R , где R – суммарная радиальная реакция рассматриваемой опоры вала, возникающая при его номинальном нагружении, кН.

Принимая в первую очередь среднюю серию габаритных размеров подшипников, назначаем при типоразмер 36206. Откуда , e=0.37, Y=1.46.

Определяем осевые составляющие радиальных нагрузок на подшипники:

,

где определяется по таблицам на подшипники;

- радиальная нагрузка на подшипник.

Находим значения осевых нагрузок согласно схеме на рис. 11.10.3 [4, с. 267]:

Следовательно,

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку . При переменном режиме нагружения, заданном графиком, для подшипников редуктора имеем: ,

где - коэффициент долговечности.

- номинальная эквивалентная нагрузка, определяемая по зависимочти: ,

где V – кинематический коэффициент, учитывающий снижение долговечности при неподвижном внутреннем кольце подшипника, V=1; - коэффициент безопасности, определяемый по рекомендациям [7, с. 339] в зависимости от характера работы, при нагрузки с умеренными толчками принимаем ; - температурный коэффициент, вводимый при температуре подшипникового узла t>100 ⁰С, температурный коэффициент при t<100 ⁰С; , - радиальная и осевая нагрузки на подшипники, возникающие при действии номинального момента ;X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузки, назначаемые для конических роликоподшипников по ГОСТ 18855-82 в зависимости от отношения :

, тогда

X=1, Y=0.

, тогда

X=0.4, Y=1.46.

Таким образом,

Наиболее нагруженной является опора В. Следовательно Прогнозируемый ресурс L_h , ч, (до появления усталостного контактного выкрашивания поверхности хотя бы одного из колец или тел качения) выбираемого подшипника должен удовлетворять следующему очевидному условию: , где t_p – необходимый (желаемый) срок службы подшипника.

Для уменьшения номенклатуры применяемых подшипников и снижения трудоемкости получения посадочных отверстий подшипниковых гнезд корпуса редуктора, в опорах вала целесообразно использовать одинаковые подшипники. В связи с этим, прогнозируемый ресурс L_h определяют для наиболее нагруженного подшипника рассматриваемого вала редуктора.

,

где а₁ – коэффициент, учитывающий необходимую вероятность безотказной работы подшипника, назначают в соответствии с ГОСТ 18855-– 82; в общем редукторостроении принимают вероятность безотказной работы подшипников равной 90% и тогда а₁=1.0; а_2;3 – объединенный коэффициент, учитывающий условия эксплуатации подшипника и качество его материала, назначают по справочным данным [5, c. 352]: а_2;3=0.8; С – динамическая грузоподъемность принятого подшипника, выбираемая по соответствующей таблице каталога подшипников: ; p – показатель степени контактной выносливости подшипника (для шарикоподшипников всех типов р=3; для роликовых р=10/3): р=10/3; n – частота вращения подвижного кольца рассматриваемого подшипника при его номинальном нагружении: .

Т.к. , то в выборе другого подшипника нет необходимости.