2. Расчет подшипников опорно-поворотного устройства
2.1. Реакция упорного подшипника
Выберем упорный
подшипник по статической грузоподъемности
из условия
Этому условию удовлетворяет подшипник шариковый упорный 8313 (прилож. 1).
Его
внутренний диаметр
высота
наружный диаметр
статическая грузоподъемность
Для равномерного нагружения шариков
установлена выпуклая и вогнутая
сферические шайбы радиусом R из
центра верхнего радиального подшипника
(рис. 2).
2.2. Расстояние между радиальными подшипниками (рис. 1, а) примем, исходя из соотношения
Примем
Реакции радиальных подшипников
Выберем верхний
радиальный подшипник по статической
грузоподъемности
из условия
Этому условию
удовлетворяет подшипник 222 (прилож. 2).
Его внутренний диаметр
статическая грузоподъемность
наружный —
ширина
Выберем нижний радиальный подшипник с
внутренним диаметром, равным диаметру
колонны ниже гильзы:
Подходит подшипник 136 (прилож. 2). Его
внутренний диаметр
наружный
ширина
статическая грузоподъемность
3. Компоновка опорно-поворотного устройства
3.1.
Колонну выполним из трубы 1
с наконечниками 2
и 3
(рис. 2). Диаметр нижнего наконечника
3 равен внутреннему диаметру нижнего
радиального подшипника. По п. 2.2
Диаметр верхнего наконечника 2 равен
внутреннему диаметру верхнего радиального
подшипника
Зададим внутренний диаметр трубы
Выберем трубу колонны стальную бесшовную
горячедеформированную, ГОСТ 8732 (прилож.
3), наружный диаметр
толщина стенки
Внутренний диаметр трубы колонны
Момент сопротивления трубы колонны изгибу
.
Условие прочности трубы колонны по п. 1.4 выполняется с некоторой избыточностью:
Поэтому предел
текучести трубы колонны можно задать
меньшим или равным пределу текучести
наконечника. Выберем для трубы колонны
сталь 35, для которой
(прилож. 3). Обозначение заготовки трубы
колонны в спецификации:
Здесь 800кр обозначает, что длина труб в поставке кратна 800 мм. Это соответствует длине трубы колонны.
3.2. Гильзу 4 (рис. 2) выполним из трубы с внутренним диаметром
Это несколько
меньше, чем наружный диаметр нижнего
радиального подшипника. Припуск 4–6 мм
(рис. 2) снимают в процессе расточки под
подшипник. Примем
Толщина стенки трубы гильзы 4
несколько меньше, чем у трубы колонны
1, т.е.
Тогда наружный диаметр трубы гильзы
составит 325 мм. Выберем трубу гильзы
(прилож. 3):
Сталь Б10 менее прочна, чем сталь В35, но прочность гильзы окажется, по-видимому, достаточной, так как гильза имеет значительно больший диаметр, чем колонна. Это проверяют нижеследующим расчетом, который не является обязательным.
3.3. Расчет гильзы на прочность. Согласно эпюре изгибающих моментов (рис. 1, б, в) опасное сечение гильзы находится на уровне верхнего радиального подшипника. Момент, изгибающий гильзу:
Момент сопротивления гильзы
Напряжение изгиба в расчетном сечении гильзы
Коэффициент запаса прочности гильзы
где — коэффициент запаса прочности. Очевидно, что гильза имеет избыточную прочность в расчетном сечении.
3.4. Расчет пальцев 5 (рис. 2) на смятие и срез под действием усилия, равного реакции упорного подшипника, здесь не приводится, так как легко выполним с помощью литературы по «Деталям машин».