22.8.Проектировочный расчет подшипников жидкостной смазки

Заданными являются: нагрузка на опору R, а частота вращения вала n об/с, диаметр вала d. Отношением ℓ/ d обычно задаются (в пределах 0,8-1,0, нормальная длина).

Задача сводится к нахождению относительного зазора ψ, обеспечивающего наиболее надежную работу подшипника. С этой целью определяют характеристику режима:

мм²

где η – динамическая вязкость масла, Па·с;

n – частота вращения вала, об/с;

Р – удельная нагрузка на материал вкладыша, Па (Р = R/ℓ· d).

Величину оптимального зазора ψ находят по специальным графикам, или по формуле

мм ,

где Δ – диаметральный зазор.

Валы устанавливают в подшипниках по посадкам:

; ; ; ; .

– средний относительный зазор.

m – постоянная, зависящая от посадки

Посадка с8 d8 e8 f7

m 23 17 12 7,5

Величина коэффициента трения при жидкостной смазке находится в пределах 0,001…0,005. При неблагоприятных условиях (высокая вязкость масла, большие окружные скорости, малые зазоры) коэффициент трения возрастает до 0,01…0,03. У подшипников, работающих в условиях граничной смазки коэффициент трения достигает значений 0,1…0,2.

23.Конструирование подшипниковых узлов

23.1.Схемы установки подшипников

Валы должны занимать вполне определенное положение в опорах, которые могут быть фиксирующие и плавающие.

В фиксирующих опорах ограничивается осевое перемещение вала в обоих направлениях, а в плавающих осевое перемещение вала в обоих направлениях не ограничивается.

Фиксирующая опора воспринимает радиальную и в любом направлении осевую нагрузку.

Плавающая опора воспринимает только радиальную нагрузку. В схемах на рис. 23.1 и 29.2 вал фиксируется в одной левой опоре одним или двумя радиальными или радиально-упорными подшипниками.

Рис. 23.111. Установка вала в фиксирующей и плавающей опорах

Схемы рис. 23.1 и 23.2 применяют при любом расстоянии между опорами, причем схема (рис. 23.2) характеризуется большей жесткостью фиксирующей опоры.

Осевая фиксация (рис. 23.1) широко применяется в коробках передач, редукторах и т.д. для валов цилиндрических зубчатых передач и приводов валов ленточных и цепных транспортеров.

Осевую фиксацию по схеме (рис. 23.2) применяют в цилиндрических, конических и червячных передачах.

Рис. 23.112. Установка вала в технологичной фиксирующей опоре

При назначении фиксирующей и плавающей опор учитывают следующие рекомендации:

– подшипники обеих опор должны быть нагружены по возможности равномерно. Поэтому, если опоры нагружены кроме радиальной еще и осевой нагрузкой, то в качестве плавающей выбирают опору, нагруженную большей радиальной силой;

– при температурных колебаниях плавающий подшипник (вместе с валом) перемещается в осевом направлении, что под нагрузкой, изнашивает посадочную поверхность в корпусе. Поэтому, если на опоры действуют только радиальные нагрузки, то в качестве плавающей выбирают менее нагруженную опору;

– если выходной конец вала соединяется с другим валом муфтой, в качестве фиксирующей принимают опору в близи этого конца вала.

Применяют также схемы, в которых осевое фиксирование вала происходит в двух опорах, причем в каждой из них осевое перемещение вала ограничивается только в одном направлении.

Обе схемы (рис. 23.3, 24.4) применяют с определенными ограничениями и связано это с изменением зазоров в подшипниках вследствие нагрева при работе.

Из-за увеличения длины вала осевые зазоры в подшипниках (схема «враспор») еще больше уменьшаются.

Рис. 23.113. Установка вала «враспор»

Для исключения защемления вала в опорах предусматривают осевой зазор «а», величина которого должна быть несколько больше ожидаемой тепловой деформации подшипников и вала. Из опыта эксплуатации этот зазор устанавливают в пределах 0,2…0,5 мм. Конструктивно эта схема (рис. 23.3) наиболее проста и ее широко применяют при относительно коротких валах.

Рис. 23.114. Установка вала «врастяжку»

Поскольку радиально-упорные чувствительны к изменению осевых зазоров, то соотношение l/d можно брать более 10.

При установке вала «врастяжку» (рис. 23.4) осевой зазор в подшипниках при увеличении температуры вала увеличивается (вероятность защемления подшипников уменьшается). Поэтому расстояние между подшипниками можно брать несколько больше, а именно l/d = 8…10.

Более длинные валы по схеме «врастяжку» устанавливать не рекомендуется из-за возможности появления недопустимых для радиально-упорных подшипников осевых зазоров.