Приклад 6.6

Підібрати підшипники для вала черв’яка, встановленого на опорах за такою схемою:

Рис 6.6. Розрахункова схема до прикладу 6.6.

6.6.1.Вихідні дані:

Сумарне радіальне навантаження на першій (правій) опорі ; сумарне радіальне навантаження на другій (лівій) опорі;

осьова сила, що діє на черв’як ;

діаметр цапфи (визначено конструктивно) d=30мм;

кутова швидкість обертання вала-черв’яка ;

строк служби підшипників L_h=10000 годин;

робоча температура підшипникових вузлів .

6.6.2. Визначимо необхідний тип підшипників з врахуванням умов навантаження та конструктивного виконання підшипникових вузлів. Визначимо співвідношення для обох підшипників:

; .

Згідно даних табл. 3.1. при для випадку установки підшипників в жорсткий литий корпус редуктора, рекомендовано конічні роликові підшипники з великим кутом конуса типу 27300 ГОСТ 7260-81. Орієнтуємось на підшипники № 27306 ГОСТ 7260-81, що мають такі техніко-економічні показники[12]:

d=30мм; D=72мм; B=19мм; ;

C=30000H; С₀=21000H; n_гр=6300об/хв;

M=0,392кг. Ц=1,00грн.

Конкретизовану схему установки підшипників подано на рис.6.6.б.

6.6.3. Визначимо потрібну динамічну вантажопідйомність підшипників №27306 ГОСТ 7260-81 для даних умов експлуатації:

,

де Q – еквівалентне навантаження на підшипник, Н,

L – бажана довговічність (ресурса) підшипників, млн. об.;

–показник степені для роликових підшипників.

Визначимо довговічність підшипників:

Визначимо параметр е осьового навантаження та коефіцієнти радіального і осьовогонавантажень. Згідно до рекомендацій табл.3.5. для однорядних конічних роликових підшипників:

;

.

Обчислимо осьові складові реакцій опор для першого та другого роликопідшипників:

Для такого випадку навантаження осьовими зусиллями згідно до рекомендацій табл.3.7. знайдемо сумарні осьові навантаження:

Обчислимо відношення сумарного осьового навантаження до сумарного радіального навантаження та порівняємо його з параметром осьового навантаження для обох підшипників:

Еквівалентне навантаження на підшипники визначимо за такими залежностями:

для першої (правої) опори

;

для другої (лівої) опори

;

де Х₁=0,4; Х₂=1,0 – коефіцієнти радіального навантаження (див.табл.3.5.);

- коефіцієнт осьового навантаження (табл.3.5.);

- коефіцієнт безпеки (табл.3.6.);

- температурний коефіцієнт, який при робочій температурі підшипникового вузла приймають рівним одиниці.

Обчислимо еквівалентне навантаження для обох опор:

;

.

Отже, необхідно підібрати, підшипник до першої опори, як такої, що має більше навантаження:

,

що менше .

Тут величину визначали методом інтерполювання згідно з даними табл. 3.3.

Остаточно для вала черв’яка приймаємо два радіально-упорні роликові підшипники з великим кутом конуса №27306 ГОСТ7260-81.

Приклад 6.7

Підібрати підшипники для вала черв’яка, що встановлений на опорах за такою схемою (рис. 6.7).

Рис 6.7. Розрахункова схема до прикладу 6.7.

6.7.1.Вихідні дані:

сумарне радіальне навантаження на першій (лівій) опорі ;

сумарне радіальне навантаження на другій (правій) опорі;

осьове зусилля, що діє на черв’як ;

діаметр цапф вала (визначено конструктивно);

d = 30 мм кутова швидкість обертання вала черв’яка ;

строк служби підшипників ;

робоча температура підшипникових вузлів .

6.7.2.Визначимо потрібний тип підшипників з врахуванням умов навантаження та конструктивного виконання підшипникових вузлів.

Визначимо співвідношення:

.

При такому співвідношенні слід застосовувати роликові підшипники конічні з великим кутом конуса (типу 27300 ГОСТ 7260-81 див. табл.3.1.).

Спочатку вибираємо [12] для правої опори підшипники 27306 ГОСТ 7260-81 та запишемо їх техніко-економічні показники:

d=30мм; D=72мм; B=21мм; ;

C=30000H; С₀=21000H; n_гр=6300об/хв;

M=0,362кг. Ц=1,00грн.

Для лівої опори вибираємо радіальний шариковий підшипник ГОСТ

8338-75. (Схему установки наведено на рис. 6.7. б).

6.7.3. Визначимо потрібну динамічну вантажопідйомність підшипників для даних умов навантаження:

,

де Q – еквівалентне навантаження для подвоєних підшипників, H;

L – довговічність підшипника в млн..об.;

- показник степені (значення взято для роликових підшипників).

Визначимо тепер довговічність підшипників:

Визначимо параметр осьового навантаження:

.

Отже відношенняа тому визначаємо еквівалентне навантаження для другої (правої) опори за такою формулою:

,H,

де - коефіцієнт радіального навантаження (взято з табл.3.5.

для подвоєних підшипників);

- сумарне радіальне навантаження; - коефіцієнт осьового

навантаження (див.табл.3.5.);

K_б=1,4 – коефіцієнт безпеки (див.табл.3.6.);

K_t= 1,0 – температурний коефіцієнт, який для роботи підшипникового

вузла при дорівнює одиниці.

Тоді:

.

Потрібна динамічна вантажопідйомність правої (подвоєної) опори складає:

.

А табличне значення вантажопідйомності другої (правої) опори слід прийняти таким:

.

Таким чином підшипники №27306 ГОСТ 7260-81 для правої опори підходять.

Визначимо потрібну динамічну вантажопідйомність підшипника лівої опори, для якої еквівалентне навантаження буде:

,

.

Найближче значення динамічної вантажопідйомності має радіальний підшипник особливо легкої серії №106 ГОСТ 8338-75; , що має такі техніко-економічні показники [12].

d=30мм; D=55мм; B=12мм;

C=10400H; С₀=7020H; n_гр=12500об/хв;

M=0,120кг; Ц=0,20грн.

Таким чином, вал черв’яка необхідно встановити на двох роликових радіально-упорних підшипниках № 27306 ГОСТ 7260-81, що встановлені в одному стакані правої опори, а для лівої опори буде один радіальний шариковий підшипник № 106 ГОСТ 8338-75, який також буде встановлений у стакані, який матиме зовнішній діаметр однаковий із стаканом правої опори, а внутрішній дещо менший.