1427 / пример записки / MU_po_kursovomu_Proekt_nestand_tekhn_oborud_VRP

ствию рабочей нагрузки. Чаще всего вал фиксируют посредством упорного подшипника, делая все радиальные опоры вала плавающими. В корпусе подшипник устанавливают в замкнутом гнезде, одна из сторон которого а (рис. 7.5.18) является несущей, а противоположная б — фиксирующей. На валу со стороны, противоположной силовому буртику 1, устанавливают фиксирующий упор 2. Во избежание соприкосновения вращающихся и неподвижных элементов предусматривают осевые зазоры: s в корпусе и t на валу величиной несколько десятых миллиметра. Таким образов, в соединении образуется осевой зазор s + t.

Рис. 7.5.18. Установка упорного подшипника

Вращающееся кольцо устанавливают на валу с натягом по посадочному поясу. Неподвижное кольцо отделено от вала радиальным зазором и = v + w, где v – полуразность диаметров отверстий вращающегося и неподвижного колец (в стандартных подшипниках, v = 0,2 - 0,5 мм), a w – полуразность диаметров посадочного пояса и вала. В общей сложности зазор и достигает 0,3-0,5 мм.

Рис. 7.5.19. Установка упорных подшипников на горизонтальных валах

В противоположность вертикальным опорам плавающая установка неподвижного кольца в горизонтальных опорах не рекомендуется. При остановках агрегата, при пульсациях и случайных переменах направления нагрузи вал отходит от подшипника на расстояние s + t (осевой зазор) и незакрепленное кольцо, смещаясь в пределах радиального зазора и, зависает на валу (рис. 7.5.19, а). Последующее приложение осевой нагрузки не возвращает кольцо в концентричное положение, так как радиальная составляющая сил давления незначительна вследствие пологости профиля беговых канавок на участках, близких к контактным. Шарики с сепаратором устанавливаются эксцентрично

102

по отношению к вращающемуся кольцу, причем эксцентриситет увеличивается под действием центробежной силы Р ц6 , возникающей при смещении центра тяжести комплекта шариков с сепаратором относительно оси вращения. В результате правильное качение шариков нарушается, линии контакта отклоняются от нормали и трение возрастает. Центрирование неподвижного кольца (вид б) только частично исправляет недостаток конструкции. При отходе вала от подшипника кольца раз двигаются в пределах осевого зазора t, шарики вместе с сепаратором под действием силы тяжести и центробежной силы занимают эксцентричное положение (вид е) и в по дшипнике возникают те же явления, что и в предыдущем случае. Их можно ослабить, уменьшая зазор t до минимальной величины (0,1-0,2 мм).

Рис. 7.5.20. Установка сферических упорных подшипников с пружинами

Наиболее правильно сжать кольца подшипника пружинами, поддерживающими в подшипнике постоянный натяг при всех возможных перемещениях вала (вид г) и рис. 7.5.20. Делают попытки использования однорядных шариковых подшипников для несения осевых нагрузок в обоих направлениях.

В установках обычного типа это неосуществимо, так как в подшипнике, нормально рассчитанном на нагрузки в одном направлении (зачерненная стрелка на рис. 7.5.21, а), при реверсировании нагрузки (светлая стрелка) левое кольцо должно вращаться по посадочному поясу. Установка колец на плавающей втулке 1 (вид б) из антифрикционного материала с подводом смазки к трущимся поверхностям обеспечивает центровку колец и возможность их сво-

бодного вращения.

Рис. 7.5.21. Установка упорного подшипника для осевых нагрузок в обоих направлениях

Примеры установки конических упорно-радиальных подшипников в тяжело нагруженных опорах показаны на рис. 7.5.22.

103

7.7. Расчёт подшипниковых узлов

В подшипниковых узлах курсового проекта рекомендуется принимать подшипники качения, серийно выпускаемые отечественной промышленностью. Достаточный каталог подшипников качения для курсового проекта дан в приложении.

На первом этапе рекомендуется после определения диаметра вала под подшипники назначить по данному диаметру шарикоподшипники лёгкой, или средней серии. Исключение составляют опоры вала червячных передач и вертикальных колонн, где лучше сразу назначить роликовые конические подшипники лёгкой серии в связи со значительными осевыми нагрузками и ориентироваться на примеры раздела 7.5.

После этого выполняется графическая компоновка узла, определяется фактическое расстояние между опорами, определяются нагрузки на опоры и производится проверочный расчёт выбранных подшипников на заданную долговечность по формуле

где L – номинальная долговечность (ресурс) подшипника в миллионах оборотов, С – динамическая грузоподъемность подшипника по каталогу; Р – эквивалентная нагрузка на подшипник; р – показатель степени, принимаемый равным 3 для шарикоподшипников и р =3,3333 – для роликоподшипников.

Та же формула расчета – ресурс подшипника в часах:

где n – частота вращения вала, об/мин.

Ресурс подшипника в часах определён заданием на курсовое проектирование. Для однорядных и двухрядных сферических подшипников; однорядных радиально-упорных шарико- и роликоподшипников эквивалентная нагрузка:

Fr

где V – коэффициент, при вращении внутреннего кольца V = 1; при вращении наружного V = 1,2; Fr – радиальная нагрузка; Fa – осевая нагрузка.

В финальной стадии расчета должно получиться, что расчетная долговечность больше заданной по условиям проекта. Если она оказалась меньше заданной, то необходимо изменить серию подшипника на более тяжёлую. Если расчётная долговечность получилась значительно больше заданной (до двухкратной), то менять подшипник не следует. Стоимость подшипников в общей цене машины обычно не превышает 2–3%.

106

ный – 2). Некоторые подшипники изготовляют по специальным техническим требованиям. Чтобы их можно было отличить от стандартных, к условному обозначению подшипника добавляют справа дополнительные знаки в виде цифр и букв русского алфа вита. Значения некоторых дополнительных знаков: все или часть деталей из коррозионно-стойкой стали – Ю; детали подшипников из теплостойких сталей – Р; сепаратор из чёрных металлов – Г; сепаратор из пластических материалов – Е; специальные требования к подшипнику по шуму – Ш; подшипники закрытого типа при заполнении смазочным материалом ЦИАТИМ 221 - С1.

Продолжение табл. 7.7.1

Радиально-упорные подшипники

Примечание. i – число рядов тел качения, а – угол конусности беговой дорожки

108

фициента осевого нагружения е и угла контакта а. Величины X и У для радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников с углом а < 15° выб и- рают по величине отношения осевой нагрузки к его статической грузоподъёмности: Fa/C0. При выборе Y следует применять линейную интерполяцию.

При подборе радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников, а также конических роликовых подшипников необходимо учитывать, что осевая нагрузка не оказывает влияния на величину эквивалентной нагрузки

Для подшипников с углами контакта а < 18° величину е можно также определить из графика (рис. 7.7.1). При подборе двухрядных радиальноупорных шариковых или конических роликовых подшипников надо иметь в виду, что даже небольшие осевые усилия влияют на величину эквивалентной нагрузки.

Следует учитывать, что при расчёте динамической грузоподъемности и эквивалентной динамической нагрузки узла, состоящего из сдвоенных ради- ально-упорных подшипников, установленных узкими или широкими торцами наружных колец друг к другу, пару одинаковых подшипников рассматривают как один двухрядный радиально-упорный подшипник.

Сдвоенные радиально-упорные шариковые или конические роликовые подшипники при отношении Fa/Fr < e рассчитывают как двухрядные.

Если Fa/Fr > e, то в двухрядных подшипниках будет работать только один ряд тел качения, и величину динамической грузоподъёмности сл е- дует принимать такой же, как для однорядного подшипника.

В радиально-упорных подшипниках при действии на них радиальных нагрузок возникают осевые составляющие S, определяемые по формулам:

S = 0,83eFr – для конических роликоподшипников,

S = eFr – для радиально-упорных шарикоподшипников.

110