Методички / Курс деталей машин

Приведенная нагрузка P есть такая условная постоянная нагрузка, при которой обеспечивается такой же ресурс и надёжность, как и при действительных условиях нагружения:

где Fr и Fa – радиальная и осевая нагрузки;

X и Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок;

V – коэффициент вращения (V = 1 или 1,2);

Кб – коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки; КТ – температурный коэффициент, при t 100C КТ = 1.

Пример 26.1. Рассчитать радиально-упорные шарикоподшипники

зубчатого редуктора по динамической грузоподъёмности по следующим

исходным данным: радиальные нагрузки Fr1 = 5000 Н, Fr2 = 3500 Н, осевая нагрузка Fa = 1500 Н, диаметр шейки d = 40 мм. Частота вращения вала n = 100

об/мин. Ресурс Lh = 10000 ч. Расположение подшипников – «враспор» (рис. 26.18).

Недостающими данными задаться.

Решение.

1. Принимаем предварительно подшипники лёгкой серии 36208 со

следующими характеристиками: d×D×B×r = 40×80×18×2 [9], угол контакта α =

12°, динамическая грузоподъёмность С = 38 кН, статическая грузоподъёмность

5. Отношение осевых нагрузок к радиальным:

Fa1/ Fr1 = 1850/ 5000 = 0,37 = е; коэффициенты X = 1, Y = 0 [9];

Fa2/ Fr2 = 3350/ 3500 = 0,96 > е; коэффициенты X = 0,45, Y = 1,46. [9].

6. Приведенные нагрузки при Кт = 1 (t < 100°C), Кб = 1,4 [9] и

кинематическом коэффициенте V = 1 (вращается внутреннее кольцо):

P1 (XVFr1 YFa1 )Kб KT Fr1 Kб 5000 1,4 7000H;

P2 (XVFr 2 YFa 2 )Kб KT (0,45 3500 1,46 3350) 1,4 9052H.

Расчёт ведём по опоре 2 как более нагруженной.

7. Расчётная динамическая грузоподъёмность при коэффициентах

a1 = a2 = 1:

Вывод. Подшипник 36208 пригоден.

8. Ресурс наиболее нагруженного подшипника:

Вывод. Ресурс принятого подшипника 36208 больше заданного.

26.10. Расчёт по статической грузоподъёмности

Статической грузоподъемностью С0 называют такую статическую нагрузку, превышение которой вызывает появление недопустимых остаточных деформаций тел качения и колец (более 0,0001dw). Статическую грузоподъёмность используют для подбора подшипников при n < 1 об/мин, когда число циклов нагружений мало и не вызывает усталостных разрушений, но

возможны пластические деформации. Условие подбора:

где X0 и Y0 – коэффициенты радиальной и осевой статических нагрузок;

например, для радиальных шарикоподшипников X0 = 0,6 и Y0 = 0,5.

Пример 26.2. Рассчитать двухрядные сферические шарикоподшипники по статической грузоподъёмности по следующим исходным данным: радиальная

нагрузка Fr1 = Fr2 = 5000 Н, осевая нагрузка Fa = 3500 Н, диаметр шейки d = 40 мм.

Частота вращения вала n = 0,5 об/мин. Недостающими данными задаться.

Решение.

1. Для радиальных шарикоподшипников коэффициенты X0 = 0,6 и

Y0 = 0,5 [9].

2. Эквивалентная статическая нагрузка:

P0 X0 Fr Y0 Fa 0,6 5000 0,5 3500 4750H.

3. Принимаем подшипник лёгкой серии 1208 со следующими характеристиками: d×D×B×r = 40×80×18×2 [9], динамическая грузоподъёмность С

= 19 кН, статическая грузоподъёмность С0 = 8,55 кН > P0 = 4,75 кН.

Вывод. Принимаем подшипник 1208.

26.11.Конструкции подшипниковых узлов

Вобщем машиностроении наиболее распространённой принята схема постановки на каждую из двух опор вала одинаковых подшипников. Используют

идругие схемы. Различают опоры фиксированные и плавающие, а также фиксированные и плавающие валы. Фиксирование подшипников в корпусе возможно двумя способами.

Первый способ состоит в том, что осевое фиксирование вала выполняют в одной опоре, а другую опору делают плавающей (рис. 26.16). Фиксированная опора ограничивает осевое перемещение вала в одном или обоих направлениях и воспринимает радиальную и осевую силы. Плавающая опора не ограничивает осевых перемещений вала и может воспринимать только радиальную нагрузку.

Обычно плавающей принимается опора, воспринимающая меньшую радиальную

нагрузку для облегчения перемещения.

Фиксированная опора может содержать два радиально-упорных подшипника. В конструкциях шевронных редукторов по условиям правильности зацепления один из валов делают плавающим. Его размещают на роликоподшипниках (рис. 26.17) либо на радиальных шарикоподшипниках с зазорами по обеим крышкам подшипников.

Рис. 26.17. Плавающий вал

Второй способ состоит в том, что осевое фиксирование вала выполняют в двух опорах (в каждой опоре лишь в одном направлении). Наиболее проста в конструктивном отношении схема установки радиально-упорных подшипников

«враспор» (рис. 26.18), когда внешняя осевая нагрузка воспринимается либо одной, либо другой крышкой. Возможна также установка «врастяжку»

(рис. 26.19).

Fa

Рис. 26.18. Постановка подшипников «враспор»

Fa

Рис. 26.19. Постановка подшипников «врастяжку»

Посадки внутренних колец на вал осуществляют в системе отверстия,

наружных колец в корпус – в системе вала. Поля допусков колец подшипников указываются буквами L для внутреннего кольца и l для наружного с цифрой,

указывающей класс точности подшипника (например, L0 и l0).

Выбор посадки зависит от условий работы. Если вращается вал, то его соединение с внутренним кольцом подшипника производят по посадке с натягом

(L0/js6, L0/k6, L0/m6, L0/n6). Наружное кольцо в этом случае устанавливают в корпус по посадке с зазором или переходной посадке (H7/l0, J7/l0, K7/l0). Так устраняют возможное заклинивание тел качения и неравномерный износ дорожки качения на наружном кольце.

При вращении наружного кольца (например, подшипники сателлитов планетарных передач, колёса башенных кранов) посадку внутреннего кольца на вал осуществляют с зазором (L0/f6, L0/g6), а наружного во вращающийся корпус

(ступицу) с небольшим натягом (K7/l0, M7/l0, P7/l0).

Вопросы для самоподготовки

1.Дайте оценку подшипников качения.

2.Какие типы подшипников Вы знаете?

3.Зачем нужен сепаратор в подшипнике?

4.Какие материалы применяют в подшипниках качения?

5.По каким принципам маркируются подшипники качения? Приведите пример.

6.Как распределяется нагрузка по телам качения?

7.Где больше контактные напряжения: у внутреннего или наружного кольца подшипника и почему?

8.Почему при вращении внутреннего кольца подшипник работает менее напряжённо?

9.Каковы виды разрушения подшипников и по каким критериям

работоспособности они рассчитываются?

10.Что такое статическая и динамическая грузоподъёмности подшипника?

11.Когда выполняется расчёт по статической грузоподъёмности?

12.Что такое приведенная нагрузка подшипника?

13.Как осуществляется фиксирование подшипника в корпусе?

Вопросы, выносимые на экзамен

1.Подшипники качения. Оценка и применение. Материалы. Контактные напряжения.

2.Подшипники. Классификация, конструкции, маркировка подшипников качения и техническая характеристика радиальных подшипников качения.

Подбор по статической грузоподъёмности.

3.Подшипники качения. Техническая характеристика радиально-упорных и упорных подшипников. Подбор по динамической грузоподъёмности.

Экзаменационные задачи

Примечание. Принять одну опору фиксированной, вторую — плавающей.

Задача №45

Подобрать по статической грузоподъёмности радиальные однорядные

шарикоподшипники.

Задача №46

Подобрать по динамической грузоподъёмности радиальные сферические

двухрядные шарикоподшипники.

Примечания: 1. Принять одну опору фиксированной, вторую — плавающей. 2.

Недостающими данными задаться.

Примечание. Недостающими данными задаться.

Задача №48

Подобрать по динамической грузоподъёмности радиально-упорные

шарикоподшипники.

Примечания: 1. Осевую нагрузку направить на менее нагруженную опору. 2.

Недостающими данными задаться.

Примечание. Недостающими данными задаться.

Задача №50

Подобрать по динамической грузоподъёмности радиальные и упорный

подшипники качения.

Примечание. Недостающими данными задаться.