12.7Расчёт моментов 4-го вала

1 - е с е ч е н и е

M_x = 0 Н · мм

M_y = 0 Н · мм

M_муфт. = 0 Н · мм

M = = = 0 H · мм (12.35)

2 - е с е ч е н и е

M_x = 0 Н · мм

M_y = (12.36)

M_y = = -1233105,12 H · мм

M_муфт. = 0 Н · мм

M = = = 1233105,12 H · мм (12.37)

3 - е с е ч е н и е

M_x = 0 Н · мм

M_y = 0 Н · мм

M_муфт. = (12.38)

M_муфт. = = 726028,4 H · мм

M = = = 726028,4 H · мм (12.39)

4 - е с е ч е н и е

M_x = 0 Н · мм

M_y = 0 Н · мм

M_муфт. = (12.40)

M_муфт. = = 0 H · мм

M = = = 0 H · мм (12.41)

12.8Эпюры моментов 4-го вала

X

Y

Z

R_x2

R_x3

F_x1

1

160

2

400

3

140

4

M_x, H^xмм

M_y, H^xмм

-1233105,12

M_муфт, H^xмм

726028,4

M_ =

1233105,12

726028,4

M_кр(max) = Т_кр, H^xмм

13Проверка долговечности подшипников

Подбирая подшипники, за минимальную долговечность подшипников примем срок службы привода:

t_ = 5365,5 ч.

13.11-й вал

Выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 209 легкой серии со следующими параметрами:

d = 45 мм - диаметр вала (внутренний посадочный диаметр подшипника);

D = 85 мм - внешний диаметр подшипника;

C = 33,2 кН - динамическая грузоподъёмность;

C_o = 18,6 кН - статическая грузоподъёмность.

Рис. 13.1

Радиальные нагрузки на опоры:

P_r1 = R₁ + R_1(муфт.) = 1126,28 + 2209,091 = 3335,371 H; (13.1)

P_r2 = R₂ + R_2(муфт.) = 1108,368 + 589,091 = 1697,459 H. (13.2)

Здесь R_1(муфт.) и R_2(муфт.) - реакции опор от действия муфты. См. раздел пояснительной записки "Расчёт реакций в опорах".

Будем проводить расчёт долговечности подшипника по наиболее нагруженной опоре 1.

Осевая сила, действующая на вал: F_a = -235,643 Н.

Эквивалентная нагрузка вычисляется по формуле:

Р_э = (Х · V · P_r1 + Y · P_a) · К_б · К_т, (13.3)

где - P_r1 = 3335,371 H - радиальная нагрузка; P_a = F_a = 235,643 H - осевая нагрузка; V = 1 (вращается внутреннее кольцо подшипника); коэффициент безопасности К_б = 1,4 (см. табл. 9.19[1]); температурный коэффициент К_т = 1 (см. табл. 9.20[1]).

Отношение 0,013; этой величине (по табл. 9.18[1]) соответствует e = 0,19.

Отношение 0,071  e; тогда по табл. 9.18[1]: X = 1; Y = 0.

Тогда: P_э = (1 · 1 · 3335,371 + 0 · 235,643) · 1,4 · 1 = 4669,519 H.

Расчётная долговечность, млн. об. (формула 9.1[1]):

L = = = 359,416 млн. об. (13.4)

Расчётная долговечность, ч.:

L_h = 6885,364 ч, (13.5)

что больше 5365,5 ч. (срок службы привода), здесь n₁ = 870 об/мин - частота вращения вала.

13.22-й вал

Выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 109 особолегкой серии со следующими параметрами:

d = 45 мм - диаметр вала (внутренний посадочный диаметр подшипника);

D = 75 мм - внешний диаметр подшипника;

C = 21,2 кН - динамическая грузоподъёмность;

C_o = 12,2 кН - статическая грузоподъёмность.

Рис. 13.2

Радиальные нагрузки на опоры:

P_r1 = 3474,759 H;

P_r2 = 3442,35 H.

Будем проводить расчёт долговечности подшипника по наиболее нагруженной опоре 1.

Осевая сила, действующая на вал: F_a = 235,643 Н.

Эквивалентная нагрузка вычисляется по формуле:

Р_э = (Х · V · P_r1 + Y · P_a) · К_б · К_т, (13.6)

где - P_r1 = 3474,759 H - радиальная нагрузка; P_a = F_a = 235,643 H - осевая нагрузка; V = 1 (вращается внутреннее кольцо подшипника); коэффициент безопасности К_б = 1,4 (см. табл. 9.19[1]); температурный коэффициент К_т = 1 (см. табл. 9.20[1]).

Отношение 0,019; этой величине (по табл. 9.18[1]) соответствует e = 0,201.

Отношение 0,068  e; тогда по табл. 9.18[1]: X = 1; Y = 0.

Тогда: P_э = (1 · 1 · 3474,759 + 0 · 235,643) · 1,4 · 1 = 4864,663 H.

Расчётная долговечность, млн. об. (формула 9.1[1]):

L = = = 82,765 млн. об. (13.7)

Расчётная долговечность, ч.:

L_h = 7134,914 ч, (13.8)

что больше 5365,5 ч. (срок службы привода), здесь n₂ = 193,333 об/мин - частота вращения вала.

13.33-й вал

Выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 116 особолегкой серии со следующими параметрами:

d = 80 мм - диаметр вала (внутренний посадочный диаметр подшипника);

D = 125 мм - внешний диаметр подшипника;

C = 47,7 кН - динамическая грузоподъёмность;

C_o = 31,5 кН - статическая грузоподъёмность.

Рис. 13.3

Радиальные нагрузки на опоры:

P_r1 = 3217,78 H;

P_r2 = 11847,44 H.

Будем проводить расчёт долговечности подшипника по наиболее нагруженной опоре 2.

Осевая сила, действующая на вал: F_a = 0 Н.

Эквивалентная нагрузка вычисляется по формуле:

Р_э = (Х · V · P_r2 + Y · P_a) · К_б · К_т, (13.9)

где - P_r2 = 11847,44 H - радиальная нагрузка; P_a = F_a = 0 H - осевая нагрузка; V = 1 (вращается внутреннее кольцо подшипника); коэффициент безопасности К_б = 1,4 (см. табл. 9.19[1]); температурный коэффициент К_т = 1 (см. табл. 9.20[1]).

Отношение 0; этой величине (по табл. 9.18[1]) соответствует e = 0,19.

Отношение 0  e; тогда по табл. 9.18[1]: X = 1; Y = 0.

Тогда: P_э = (1 · 1 · 11847,44 + 0 · 0) · 1,4 · 1 = 16586,416 H.

Расчётная долговечность, млн. об. (формула 9.1[1]):

L = = = 23,785 млн. об. (13.10)

Расчётная долговечность, ч.:

L_h = 7279,03 ч, (13.11)

что больше 5365,5 ч. (срок службы привода), здесь n₃ = 54,46 об/мин - частота вращения вала.

13.44-й вал

Выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 119 особолегкой серии со следующими параметрами:

d = 95 мм - диаметр вала (внутренний посадочный диаметр подшипника);

D = 145 мм - внешний диаметр подшипника;

C = 60,5 кН - динамическая грузоподъёмность;

C_o = 41,5 кН - статическая грузоподъёмность.

Рис. 13.4

Радиальные нагрузки на опоры:

P_r1 = R₁ + R_1(муфт.) = 10789,67 + 1815,071 = 12604,741 H; (13.12)

P_r2 = R₂ + R_2(муфт.) = 3082,763 + 7000,989 = 10083,752 H. (13.13)

Здесь R_1(муфт.) и R_2(муфт.) - реакции опор от действия муфты. См. раздел пояснительной записки "Расчёт реакций в опорах".

Будем проводить расчёт долговечности подшипника по наиболее нагруженной опоре 1.

Осевая сила, действующая на вал: F_a = 0 Н.

Эквивалентная нагрузка вычисляется по формуле:

Р_э = (Х · V · P_r1 + Y · P_a) · К_б · К_т, (13.14)

где - P_r1 = 12604,741 H - радиальная нагрузка; P_a = F_a = 0 H - осевая нагрузка; V = 1 (вращается внутреннее кольцо подшипника); коэффициент безопасности К_б = 1,4 (см. табл. 9.19[1]); температурный коэффициент К_т = 1 (см. табл. 9.20[1]).

Отношение 0; этой величине (по табл. 9.18[1]) соответствует e = 0,19.

Отношение 0  e; тогда по табл. 9.18[1]: X = 1; Y = 0.

Тогда: P_э = (1 · 1 · 12604,741 + 0 · 0) · 1,4 · 1 = 17646,637 H.

Расчётная долговечность, млн. об. (формула 9.1[1]):

L = = = 40,298 млн. об. (13.15)

Расчётная долговечность, ч.:

L_h = 20348,753 ч, (13.16)

что больше 5365,5 ч. (срок службы привода), здесь n₄ = 33,006 об/мин - частота вращения вала.

Таблица 13.1. Подшипники.

Валы	Подшипники
	1-я опора			2-я опора
	Наименование	d, мм	D, мм	Наименование	d, мм	D, мм
1-й вал	шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 209легкой серии	45	85	шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 209легкой серии	45	85
2-й вал	шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 109особолегкой серии	45	75	шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 109особолегкой серии	45	75
3-й вал	шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 116особолегкой серии	80	125	шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 116особолегкой серии	80	125
4-й вал	шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 119особолегкой серии	95	145	шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338-75) 119особолегкой серии	95	145