8. Проверка долговечности подшипников качения

8.1. Проверка долговечности подшипников качения фиксирующей и плавающей опоры вала червяка:

Исходные данные:

-частота вращения вала n = 1395 мин^-1;

-требуемый ресурс при вероятности безотказной работы 90% L’_10ah = 6000 ч.;

-диаметр посадочной поверхности вала d = 24 мм;

-максимальные длительно действующие силы: F_r1max, F_r2max, F_Аmax;

-режим нагружения III;

- кратковременные перегрузки до 150%;

-условия работы подшипника – обычные;

- температура работы 81,277°С.

а) Для типового режима нагружения III коэф-ент эквивалентности К_Е = 0,56.

Вычисляем эквивалентные нагрузки:

Н;

Н;

Н.

Расчет продолжаем для фиксирующей опоры вала червяка:

б) Предварительно назначаем подшипники роликовые конические однорядные с повышенной грузоподъёмностью лёгкой серии обозначение – 7211А. Для этих подшипников по ГОСТ 27365 - 87 имеем: d = 30мм, D = 62мм, С_r = 84200 Н, С_0r = 61000 Н, е = 0,4. Схема установки подшипников – враспор.

в) Для комплекта из двух роликоподшипник имеем:

С_rсум= 1,714·С_r= 1,714· 84200= 144318,8 Н; С_0rсум= 2· С_0r= 2· 61000= 122000 Н.

г) Отношение , определим значение угла:

тогда для двухрядного роликового радиально-упорного подшипника:X = 0,67; Y = 0,67·ctgα = 2,512.

д) Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка при К_Б = 1,3, К_Т = 1:

Н.

е) Расчетный скорректированный ресурс при а₁ = 1, а₂₃ = 0,6 и к = 10/3:

.

ж) Проверка выполнения условия . С этой целью вычисляем эквивалентную динамическую радиальную нагрузку при наибольших значениях заданных сил переменного режима нагружения:

з) Так как расчетный ресурс больше требуемого и выполняется условие , то назначенные подшипники 7211А пригодны, причём при требуемом ресурсе надежность выше 90%.

Расчет продолжаем для плавающей опоры вала червяка:

б) Предварительно назначаем подшипник роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами лёгкой серии, обозначение 12206. Для этого подшипника по ГОСТ 8328–75 имеем: d = 30 мм, D = 62 мм, С_r = 22400 Н , С_0r= 12000 Н.

в) Вычисляем эквивалентную динамическую нагрузку:

г) Расчетный скорректированный ресурс при а₁ = 1, а₂₃ = 0,6 и к = 10/3:

д) Проверка выполнения условия . С этой целью вычисляем эквивалентную динамическую радиальную нагрузку при наибольших значениях заданных сил переменного режима нагружения:

е) Так как расчетный ресурс больше требуемого и выполняется условие , то назначенный подшипник 2205 пригоден, причём при требуемом ресурсе его надежность выше 90%.

8.2. Проверка долговечности подшипников качения опор тихоходного вала

Исходные данные:

-частота вращения вала n = 40 мин^-1;

-требуемый ресурс при вероятности безотказной работы 90% L’_10ah = 6000 ч.;

-диаметр посадочной поверхности вала d = 55 мм;

-максимальные длительно действующие силы: F_r1max, F_r2max, F_Аmax;

-режим нагружения III;

- кратковременные перегрузки до 150%;

-условия работы подшипника – обычные;

- температура работы 81,277°С.

а) Для типового режима нагружения III коэф-ент эквивалентности К_Е = 0,56.

Вычисляем эквивалентные нагрузки:

Н;

Н;

Н.

б) Предварительно назначаем подшипники роликовые конические однорядные повышенной грузоподъемности легкой серии, обозначение 7211А, схема установки – враспор. Для этих подшипников по ГОСТ 27365-87 имеем: d = 55мм, D = 100мм, С_r = 84200 Н, С_0r = 61000 Н, е = 0,40, Y = 1,5.

в) Минимально необходимые для нормальной работы радиально-упорных подшипников осевые силы:

Н;

Н.

Находим осевые силы, нагружающие подшипники. Так как F_a1min > F_a2min и F_A>0, то F_a1 = F_a1min = 835,1377 Н; F_a2 = F_a1 + F_А = 835,138+483,389 = 1318,527 Н.

г) Отношение , тогда для опоры 1 :X=1,Y= 0.

, тогда для опоры 2: X = 1,Y = 0.

д) Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка при К_σ = 1,3, К_Т = 1:

Н.

е) Для более нагруженной опоры 1 вычисляем расчетный скорректированный ресурс при а₁ = 1, а₂₃ = 0,6 и к = 10/3:

ж) Проверка выполнения условия . С этой целью вычисляем эквивалентную динамическую радиальную нагрузку при наибольших значениях заданных сил переменного режима нагружения для более нагруженной опоры 1:

Минимально необходимые для нормальной работы радиально-упорных подшипников осевые силы:

Н;

Н.

Находим осевые силы, нагружающие подшипники. Так как F_a1min> F_a2min и F_A>0, то F_a1 = F_a1min = 1491,317 Н.(см. табл. 7.2)

Отношение , тогда для опоры 1: X = 1, Y = 0.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка при К_σ = 1,3, К_Т = 1:

з) Так как расчетный ресурс больше требуемого и выполняется условие , то назначенные подшипники 7211А пригодны, причём при требуемом ресурсе надежность выше 90%.