Практический расчет пк на долговечность.

Должны быть известны след исх данные:

1.Нагрузки F_r1 F_r2 и осевая сила на валу F_A. Должна быть известна циклограмма нагружения (если режим движ-я нестационарный)

2.Диаметр вала под ПК (опред-ся в ходе конструирования вала)

3.Частота вращения вала n мин^-1.

4.Ресурс (долговечность) ПК

L_h=L10⁶/60n

5.Надежность ресурса P_t

Базовый ресурс=90%

Выбирается тип подшипника; -для цилиндр-их, прямозуб и косозуб колес редуктора, чаще всего применяют шариковые, Р и РУ ПК. Если габариты шарик-го ПК получ-ся чрезмерно большие, то примен-ют ролик конич-ие РУ ПК.

- для конич-х и червяч колес где нужна точная и жесткая фиксация в осевом направлении и где возникают знач осевые силы применяют роликовые конические ПК. Если n≥1500мин^-1 то в конич-их передачах используют шариковые РУ ПК. Для опор червяков где возникают знач осевые силы применяют ролик-е конич-ие РУ ПК а при длительной работе с интенсивным тепловыделением – шариковые РУ ПК. Для опор плавающих валов примен-ся радиал-е шариковые или роликовые ПК.

Опред-ся вид расчета

Если n >1мин^-1 то проводится расчет ПК на долговечность по динам груз-сти.

Если n=1-10, то в расчете принимают n=10

Если n>10 то принимают n фактическое

Если n≤1мин^-1 то проводят расчет ПК по стат-ой груз-сти.

Расчет пк на долговечность по динамической груз-сти

Базовая динам-ая груз-сть – это такая радиальная для Р и РУ ПК или осевая для У и УР ПК нагрузка, которую может выдержать пош-к с вращающимся внутр-им и неподвижным наружным кольцом, втечении 1 млн оборотов, без существенных признаков усталости для 90% ПК.

C^q*1=P^qL₁₀=const; L₁₀=(C/P)^q (*); q - пок-ль кривой усталости

Базовый ресурс L₁₀ вычисляют для ПК изготовленных из обыч сталей, и эксплуат-хся при норм усл-их (правильный монтаж, смазка и тд) Если ПК экспл-тся в отличных от обычных усл-ях то опред-ся расчетный ресурс

L_Sa=а₁а₂₃ L₁₀; а₁ – кожф надежности. Если P_t=90%, то а₁=1; если P_t=99%, то а₁=0,21; а₂₃ – обобщенный коэф учитывающий влияние качества металла и условия его эксплуатации а₂₃=0,3-1,4; L_Sa=а₁а₂₃(C/P)^q; L_Sah= L_Sa(10⁶/60n)≥[ L_h]

Особенности подбора пк

1.Если F_a=0, либо F_a/VF_r≤e, то осевая сила не оказывает влияние на долговечность подш-ка. X=1 Y=0; P_r=VF_rК_бК_t – в этом случае примен-ся прямой способ подбора ПК, который заключается в том что опред-ся допускаемая динам-ая груз-сть с^` при заданной долговечности и по каталогу опред-ся подш-к, которого груз-сть не меньше расчетной.

2.Если F_a/VF_r>e , то осевая сила снижает долговечность подш-ка, и ее необходимо учитывать. Р₂= (XVF_r +Y F_a)К_бК_t; X,Y – по табл из справочника

По заданному диаметру вала d согласно рекомендациям из ГОСТавыбирается подш-к легкой серии, записываются его паспортные данные, размеры, базовая дин груз-сть(с) и баз статич груз-сть (с_о). по отношению (F_а/с_о) опред-ся (е) из табл а также коэф X,Y. Опред-ся эквивалентная динам-ая нагрузка Р и долговечность L_Sah, которая сравнивается с допускаемой.

3. Если F_a/VF_r<0,3, то следует применить однорядные шариковые РПК.

4.В общем случае на опорах одного и того же вала следует применять одинаковые ПК.

5.Если задан переменный режим нагружения в виде циклограммы, то он приводится к эквивалентному пост режиму с помощью коэф-та К_Е=>P_E= К_ЕP

6.При необходимости повышения надежности с 90% до более высокой при подсчете долговечности используется коэф-т а₁

7.В высокоскоростных подш-ках опред-ся допускаемый предел частоты вращения n_max, при этом из табл выбирается скоростной параметр (d_mn); d_m=d+D/2 – сред диаметр подш-ка; n_max=(d_mn)/ d_m. Значение скоростного параметра зависит от типа подш-ка и типа смазки.

Расчет ПК по статической груз-сти

Проводится если n≤1мин^-1 Р_о≤С_о; Р_о= X_оF_r +Y_оF_a –эквивалент-я стат-я нагрузка на ПК;

X_оY_о – коэф радиал и осевой стат-х нагрузок

Базовая статическая груз-сть ПК – такая пост стат-ая нагрузка, которой соответствует расчетное контактное напряжение в середине наиболее нагруженной зоны контакта тела качения с кольцами, равное для шарик-ых ПК 4200 МПа; для шарик сферич 2-х рядных 4600 МПа; для роликовых 4000 МПа. При этом общ остаточная деформация дорожек и тел качения в наиболее нагруженной (.) ПК составляет 10^-4 от диметра тела качения.

Подшипники скольжения

ПС – это вал вращающийся во вкладыше при этом в зазоре между ними находится смазка.

• в разъёмных конструкциях (см. рисунок);

• при больших скоростях вращения (газодинамические подшипники в турбореактивных двигателях при n  10 000 об/мин);

• при необходимости точного центрирования осей;

• в машинах очень больших и очень малых габаритов;

• в воде и других агрессивных средах.

Недостатки таких подшипников – трение и потребность в дорогих антифрикционных материалах.

Кроме того, подшипники скольжения применяют во вспомогательных, тихоходных, малоответственных механизмах.

Характерные дефекты и поломки подшипников скольжения вызваны трением

• температурные дефекты (заедание и выплавление вкладыша);

• абразивный износ;

• усталостные разрушения вследствие пульсации нагрузок.

Требования к вкладышу

1.Он должен образовывать с валом антифрикционную пару.

2.Должен обладать хорошей упругостью и пластичностью для обеспечения хорошей прирабатываемости и прилегая к валу.

3.Должен иметь хорошую теплопроводность.

4.Мало изнашиваться сам и мало изнашивать вал

5.Должен быть легко заменим

Материалы ПС

1.Металлические материалы (оловянистные аллюми-ые бронзы)

2.Композиционные материалы (Бабины)

3.Металлоконструкция

4.Неметалличекие мат-лы (капрон, фторопласт, пластик, резина)

Смазочные материалы

1.Жидкие масла (индустр 20)

2.Пластические смазки

3.Твердые смазки (графит)

Классификация ПС

1.По типу воспринимаемой нагрузки

-радиальные

-упорные (подпятники) – только осевую нагрузку

-радиально-упорные: либо упорно радиальные

2.По форме цапфы вала

-с цилиндрической цапфой

-со сферической цапфой

3.По способу создания масляного зазора между валом и вкладышем

-гидростатические подш-ки – масло подается в зазор под давлением, вал всплывает за счет давления масла. Примен-ся в усл частых пусков и остановок.

-гидродинамические – масло подается в зазор самотеком без давления. Всплытие вала будет иметь место при достижении некоторой Крит скорости вращения.

Условием всплытия вала служит:

а)наличие клинового зазора между валом и вкладышем (подобие угла атаки)

б)достижение крит-ой скорости вращения

в)наличие вязкой смазывающей жидкости

Вал всегда смещается в направлении вращения (взбегает на вкладыш)

Виды трения ПС

1.Жидкостное трение – в этом случае существует гарантированный масляный зазор между валом и вкладышем, вследствии этого отсутствует их мех контакт. Трение в ПС минимально, коэф трения зависит только от св-в смазывающей ж-сти. Вся нагрузка действующая на вал воспринимается масляным слоем. Усл-ем существования жидкост-го трения будет нер-во: h_min>R_z1 R_z2; R_z1 R_z2 – высота микронеровностей пов-сти вала и вкладыша.

2.Полужидкостное трение – имеет место в ПК, при несоблюдении нер-ва. В подш-ке существует жидкостное и граничное трение. Коэф трения зависит как от св-в жидкости, так и от св-в материалов вала и вкладыша.

3.Граничное трение – трение между контактирующими пов-ми вала и вкладыша покрытых масляной пленкой (момент пуска ГД ПС). Трение наибольшее и зависит от св-в мат-ла вала и вкладыша.