Приклад вибору підшипників кочення

Вибрати підшипники та перевірити їх працездатність для швидкохідного валу двоступінчастого циліндричного косозубого редуктора, розглянутого у прикладі до розділу "Осі та вали".

Вихідні дані для розрахунку: навантаження на підшипники – реакції опор Н,Н, осьова сила у зубчастому зачепленніН; термін служби підшипниківh = 20000 год.; діаметр цапфи мм; кутова швидкість валу152,8 с^–1(п = 1460 об/хв), робоча температура підшипників .

Рис. 2.20 – Схема навантаження

підшипників

Для даної задачі можна вибрати схему установки підшипників, показану на рис. 2.14, б. Тут внутрішні кільця двох підшипників мають двобічну фіксацію на валу, зовнішнє кільце одного з підшипників (рис. 2.20, опора А) зафіксовано у корпусі з двох боків, а зовнішнє кільце другого підшипника (опора В) має можливість переміщуватись у корпусі в осьовому напрямі (плаваюча опора).

Перший спосіб розрахунку.

При виборі підшипників кочення треба прагнути до того, щоб підшипник, відповідаючи заданим умовам працездатності, мав при цьому мінімальні розміри, клас точності, а звідси і мінімальну вартість. Відомо, якщо , можна застосувати кульковий радіальний підшипник.

Згідно з розрахунками реакцій опор більш навантаженим є підшипник А, на який діє радіальна сила і осьова сила . Тому розрахунок будемо проводити для опори А.

Зважаючи на значне радіальне навантаження, а також на те, що , та маючи діаметр цапфимм, попередньо вибираємо радіальний кульковий підшипник важкої серії 407 (додаток А, табл. А.1). Для цього підшипника базова статична вантажопідйомністьС₀= 31900 Н, базова динамічна вантажопідйомність С = 43600 Н, п_гр =8000 об/хв.

Умовою працездатності підшипника буде: h < L_h, де, L_h – номінальна довговічність підшипника в годинах, котра при сталому режимі роботи визначається за формулою:

.

Еквівалентне навантаження F для радіальних кулькових підшипників визначаємо за формулою (3.1):

,

де коефіцієнт обертання V =1; радіальне навантаження Н; осьове навантаженняН; температурний коефіцієнтпри робочій температурі менше 100С; коефіцієнт безпеки при спокійному навантаженні [13].

Для визначення коефіцієнтів радіального Х та осьового Y навантаження визначимо відношення і за табл. А.1 виберемо параметр осьового навантаження.

Потім за співвідношенням приймаємо [13].

Розрахункове еквівалентне навантаження на підшипник Н.

Розрахункова довговічність підшипника (показник степеня для кулькових підшипників р = 3)

год > h = 20000год.

Отже вибраний підшипник 407 ГОСТ 8338-75 задовольняє умову працездатності.

Якщо ця умова не задовольняється, треба вибрати інший підшипник, більш важкої серії, і повторити розрахунок.

Другий спосіб розрахунку підшипників полягає в тому, що намітивши тип підшипника, розраховують еквівалентне навантаження F. Знаючи потрібний ресурс (год.), визначають потрібну (розрахункову) динамічну вантажопідйомність підшипникаС_Р за формулою

.

Потім за каталогом вибирають підшипник, виходячи з умови (3.8), тобто розрахункова динамічна вантажопідйомність повинна бути меншою за паспортну вантажопідйомність вибраного підшипника.

Підшипники, як правило, розраховують для більш навантаженої опори. Для менш навантаженої опори можна було б вибрати підшипник з меншою вантажопідйомністю. Але зазвичай на обидві опори установлюють однакові підшипники, за виключенням особливих випадків. Наприклад, іноді на більш навантаженій опорі валу черв’яка установлюють радіально-упорний підшипник, а на другій, менш навантаженій – радіальний (при нереверсивному обертанні). У вертикальних валах на опору, яка сприймає осьове навантаження (як правило, нижня), установлюють два підшипники – упорний і радіальний, а на другу тільки радіальний. У подібних випадках потрібно виконувати розрахунок підшипників для обох опор.