8.2 Подшипники промежуточного вала

Исходные данные для расчета: частота вращения вала n = 119.2 мин^-1; требуемый ресурс при вероятности безотказной работы 90%: L'_10ah = 33638.4 ч.; диаметр посадочных поверхностей вала d = 40 мм; максимальные длительно действующие силы: F_r1max = F_r/2 = 932.59 Н, F_r2max = F_r/2 = 932.59 Н, F_Amax = 718.1 Н; режим нагружения - III - средний нормальный; ожидаемая температура работы t_раб = 50^oC.

Для типового режима нагружения III коэффициент эквивалентности K_E = 0.56. Вычисляем эквивалентные нагрузки:

F_r1 = K_EF_r1max = 0.56 ∙ 932.59 = 522.25 Н;

F_r2 = K_EF_r2max = 0.56 ∙ 932.59 = 522.25 Н;

F_A = K_EF_Amax = 0.56 ∙ 718.1 = 402.14 Н.

Предварительно назначаем шариковые радиальные подшипники легкой серии 208. Схема установки подшипников - враспор.

Для выбранной схемы установки подшипников следует:

F_a1 = F_A = 402.14 Н;

F_a2 = 0.

Дальнейший расчет производим для более нагруженной опоры 1.

1. Для принятых подшипников из табл. 24.10 [1] находим:

C_r = 32000 Н;

C_0r = 17800 Н.

2. Отношение iF_a/C_0r = 1∙402.14/17800 = 0.023.

Из табл. 7.1 [1, стр.104] выписываем, применяя линейную интерполяцию значений (т.к. значение iF_a/C_0r является промежуточным) X = 0.56, Y = 2.1, e = 0.21.

3. Отношение F_a/(VF_r) = 402.14/(1∙522.25) = 0.77, что больше e = 0.21 (V=1 при вращении внутреннего кольца). Окончательно принимаем X = 0.56, Y = 2.1.

4. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка

P_r = (VXF_r + YF_a)K_бK_т.

Принимаем K_б [1, табл. 7.4 стр 107]; K_т = 1 (t_раб < 100^o).

P_r = (1 ∙ 0.56 ∙ 522.25 + 2.1 ∙ 402.14) ∙ 1.4 ∙ 1 =

= 1591.74 Н.

5. Расчетный скорректированный ресурс подшипника при a₁ = 1 (вероятность безотказной работы 90%, табл. 7.5 [1]), a₂₃ = 0.7 (обычные условия применения, см. стр. 108 [1]), k = 3 (шариковый подшипник):

L_10ah = a₁a₂₃∙(C_r/P_r)^k ∙ (10⁶/60n) =

= 1 ∙ 0.7 ∙ (32000/1591.74)³∙(10⁶/60∙119.2) = 795251 ч.

6. Так как расчетный ресурс больше требуемого: L_10ah > L'_10ah (795251 > 33638.4), то предварительно назначенный подшипник 208 пригоден. При требуемом ресурсе 90%.

8.3 Подшипники выходного вала

Исходные данные для расчета: частота вращения вала n = 25.2 мин^-1; требуемый ресурс при вероятности безотказной работы 90%: L'_10ah = 33638.4 ч.; диаметр посадочных поверхностей вала d = 70 мм; максимальные длительно действующие силы: F_r1max = F_r/2 = 3017.64 Н, F_r2max = F_r/2 = 3017.64 Н, F_Amax = 2210.7 Н; режим нагружения - III - средний нормальный; ожидаемая температура работы t_раб = 50^oC.

Для типового режима нагружения III коэффициент эквивалентности K_E = 0.56. Вычисляем эквивалентные нагрузки:

F_r1 = K_EF_r1max = 0.56 ∙ 3017.64 = 1689.88 Н;

F_r2 = K_EF_r2max = 0.56 ∙ 3017.64 = 1689.88 Н;

F_A = K_EF_Amax = 0.56 ∙ 2210.7 = 1237.99 Н.

Предварительно назначаем шариковые радиальные подшипники легкой серии 214. Схема установки подшипников - враспор.

Для выбранной схемы установки подшипников следует:

F_a1 = F_A = 1237.99 Н;

F_a2 = 0.

Дальнейший расчет производим для более нагруженной опоры 1.

1. Для принятых подшипников из табл. 24.10 [1] находим:

C_r = 32000 Н;

C_0r = 17800 Н.

2. Отношение iF_a/C_0r = 1∙1237.99/17800 = 0.07.

Из табл. 7.1 [1, стр.104] выписываем, применяя линейную интерполяцию значений (т.к. значение iF_a/C_0r является промежуточным) X = 0.56, Y = 1.63, e = 0.27.

3. Отношение F_a/(VF_r) = 1237.99/(1∙1689.88) = 0.733, что больше e = 0.27 (V=1 при вращении внутреннего кольца). Окончательно принимаем X = 0.56, Y = 1.63.

4. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка

P_r = (VXF_r + YF_a)K_бK_т.

Принимаем K_б [1, табл. 7.4 стр 107]; K_т = 1 (t_раб < 100^o).

P_r = (1 ∙ 0.56 ∙ 1689.88 + 1.63 ∙ 1237.99) ∙ 1.4 ∙ 1 =

= 4149.96 Н.

5. Расчетный скорректированный ресурс подшипника при a₁ = 1 (вероятность безотказной работы 90%, табл. 7.5 [1]), a₂₃ = 0.7 (обычные условия применения, см. стр. 108 [1]), k = 3 (шариковый подшипник):

L_10ah = a₁a₂₃∙(C_r/P_r)^k ∙ (10⁶/60n) =

= 1 ∙ 0.7 ∙ (32000/4149.96)³∙(10⁶/60∙119.2) = 44873 ч.

6. Так как расчетный ресурс больше требуемого: L_10ah > L'_10ah (44873 > 33638.4), то предварительно назначенный подшипник 208 пригоден. При требуемом ресурсе 90%.