7. Проверка правильности подбора подшипников качения
Проверка правильности выбора подшипников проводится двумя способами:
1) Проверка динамической грузоподъёмности подшипника:
Cr треб
Cr пасп;
2) Проверка долговечности подшипника:
Lh задан < L10,
где с учётом режима нагрузки Lh задан = μH ·Lh .
Базовая долговечность подшипника L10 измеряемая в млн. оборотов, соответствующая 90% надежности, рассчитывается по формулам таблицы 7.2, в зависимости от типа подшипника.
Таблица 7.2
Расчет базовой долговечности
|
Тип тел качения |
Базовая
долговечность
| |
|
радиальных и радиально-упорных |
упорных и упорно-радиальных | |
|
Шариковый |
|
|
|
Роликовый |
|
|
|
Примечание:
1) Формулы применимы для случаев, когда
2)
| ||
для подшипников, млн. оборотов
(
)
не превышает 0,5
(0,5
).
,
– эквивалентная динамическая радиальная
нагрузка и динамическая грузоподъемность
(для радиальных и радиально-упорных
подшипников);
,
– эквивалентная динамическая осевая
нагрузка и динамическая грузоподъемность
(для упорных и упорно-радиальных
подшипников);
Более
удобным для восприятия является ресурс
подшипника в часах
,
который рассчитывается по формуле:
,
где
– частота вращения подшипника, об/мин.
Ресурс
подшипника в часах
должен быть не меньше ресурса всего
механизма. Если ресурс механизма не
оговорен в техническом задании, то
обычно принимают
10000…25000
часов.
Эквивалентная
динамическая нагрузка
или
рассчитывается по формулам таблицы
7.3.
Таблица 7.3
Расчет эквивалентной динамической нагрузки
|
Конструктивная разновидность подшипника |
Эквивалентная динамическая нагрузка |
|
Шариковый радиальный и радиально-упорный, роликовый радиально-упорный |
|
|
Роликовый радиальный |
|
|
Шариковый и роликовый упорный |
|
|
Шариковый и роликовый упорно-радиальный |
|
|
Примечание: 1) V=1 – при вращении внутреннего кольца по отношению к направлению нагрузки; V=1,2 – при неподвижном по отношению к направлению нагрузки внутреннем кольце. 2)
3)
| |
(при
)
(при
)
– коэффициент безопасности, учитывает
эксплуатационных перегрузок на
долговечность подшипника; принимается
от
– для спокойной нагрузки без толчков,
до
– для динамической нагрузки с сильными
ударами.
– коэффициент, учитывающий влияние
температуры на долговечность;
принимается по таблице 7.4.Коэффициенты динамической нагрузки X и Y определяются по таблице 7.5.
Таблица 7.4
Коэффициент
|
Рабочая температура подшипника, ºС |
|
125 |
150 |
175 |
200 |
225 |
250 |
350 |
|
Температурный
коэффициент
|
1,0 |
1,05 |
1,10 |
1,15 |
1,25 |
1,35 |
1,40 |
1,45 |
Таблица 7.5
Коэффициенты динамической нагрузки X и Y для радиальных
и радиально-упорных подшипников
|
Тип подшипника |
α |
Относительная осевая нагрузка |
е |
Для однорядного подшипника |
Для двухрядного подшипника | |||||||
|
X |
Y |
X |
Y |
X |
Y |
X |
Y | |||||
|
|
|
|
| |||||||||
|
Радиальный подшипник |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
0º |
0,014 |
0,19 |
1 |
0 |
0,56 |
2,30 |
1 |
0 |
0,56 |
2,30 | ||
|
0,028 |
0,22 |
1,99 |
1,99 | |||||||||
|
0,056 |
0,26 |
1,71 |
1,71 | |||||||||
|
0,084 |
0,28 |
1,55 |
1,55 | |||||||||
|
0,11 |
0,30 |
1,45 |
1,45 | |||||||||
|
0,17 |
0,34 |
1,31 |
1,31 | |||||||||
|
0,28 |
0,38 |
1,15 |
1,15 | |||||||||
|
0,42 |
0,42 |
1,04 |
1,04 | |||||||||
|
0,56 |
0,44 |
1,00 |
1,00 | |||||||||
|
Радиально-упорный подшипник |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
5º |
0,014 |
0,23 |
1 |
0 |
0,56 |
2,30 |
1 |
2,78 |
0,78 |
3,74 | ||
|
0,028 |
0,26 |
1,99 |
2,40 |
3,23 | ||||||||
|
0,056 |
0,30 |
1,71 |
2,07 |
2,78 | ||||||||
|
0,084 |
0,34 |
1,55 |
1,87 |
2,52 | ||||||||
|
0,11 |
0,36 |
1,45 |
1,75 |
2,36 | ||||||||
|
0,17 |
0,40 |
1,31 |
1,58 |
2,13 | ||||||||
|
0,28 |
0,45 |
1,15 |
1,39 |
1,87 | ||||||||
|
0,42 |
0,50 |
1,04 |
1,26 |
1,69 | ||||||||
|
0,56 |
0,52 |
1,00 |
1,21 |
1,63 | ||||||||
|
10º |
0,014 |
0,29 |
1 |
0 |
0,46 |
1,81 |
1 |
2,18 |
0,75 |
3,06 | ||
|
0,029 |
0,32 |
1,62 |
1,98 |
2,78 | ||||||||
|
0,057 |
0,36 |
1,46 |
1,76 |
2,47 | ||||||||
|
0,086 |
0,38 |
1,34 |
1,63 |
2,29 | ||||||||
|
0,11 |
0,40 |
1,22 |
1,55 |
2,18 | ||||||||
|
0,17 |
0,44 |
1,13 |
1,42 |
2,00 | ||||||||
|
0,29 |
0,49 |
1,04 |
1,27 |
1,79 | ||||||||
|
0,43 |
0,54 |
1,01 |
1,17 |
1,64 | ||||||||
|
0,57 |
0,54 |
1,00 |
1,16 |
1,63 | ||||||||
Продолжение таблицы 7.5
|
Тип подшипника |
α |
Относительная осевая нагрузка |
е |
Для однорядного подшипника |
Для двухрядного подшипника | |||||||
|
X |
Y |
X |
Y |
X |
Y |
X |
Y | |||||
|
|
|
|
| |||||||||
|
Радиально-упорный подшипник |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
12º |
0,014 |
0,30 |
1 |
0 |
0,45 |
1,81 |
1 |
2,08 |
0,74 |
2,94 | ||
|
0,029 |
0,34 |
1,62 |
1,84 |
2,63 | ||||||||
|
0,057 |
0,37 |
1,46 |
1,69 |
2,37 | ||||||||
|
0,086 |
0,41 |
1,34 |
1,52 |
2,18 | ||||||||
|
0,11 |
0,45 |
1,22 |
1,39 |
1,98 | ||||||||
|
0,17 |
0,48 |
1,13 |
1,30 |
1,84 | ||||||||
|
0,29 |
0,52 |
1,04 |
1,20 |
1,69 | ||||||||
|
0,43 |
0,54 |
1,01 |
1,16 |
1,64 | ||||||||
|
0,57 |
0,54 |
1,00 |
1,16 |
1,62 | ||||||||
|
15º |
0,015 |
0,38 |
1 |
0 |
0,44 |
1,47 |
1 |
1,65 |
0,72 |
2,39 | ||
|
0,029 |
0,40 |
1,40 |
1,57 |
2,28 | ||||||||
|
0,058 |
0,43 |
1,30 |
1,46 |
2,11 | ||||||||
|
0,087 |
0,46 |
1,23 |
1,38 |
2,00 | ||||||||
|
0,12 |
0,47 |
1,19 |
1,34 |
1,93 | ||||||||
|
0,17 |
0,50 |
1,12 |
1,26 |
1,82 | ||||||||
|
0,29 |
0,55 |
1,02 |
1,14 |
1,66 | ||||||||
|
0,44 |
0,56 |
1,00 |
1,12 |
1,63 | ||||||||
|
0,58 |
0,56 |
1,00 |
1,12 |
1,63 | ||||||||
|
18º |
– |
0,57 |
|
|
0,43 |
1,00 |
1 |
1,09 |
0,70 |
1,63 | ||
|
19º | ||||||||||||
|
20º | ||||||||||||
|
24º |
– |
0,68 |
1 |
0 |
0,41 |
0,87 |
1 |
0,92 |
0,67 |
1,41 | ||
|
25º | ||||||||||||
|
26º | ||||||||||||
|
30º |
– |
0,80 |
|
|
0,39 |
0,76 |
1 |
0,78 |
0,63 |
1,24 | ||
|
35º |
– |
0,95 |
1 |
0 |
0,37 |
0,66 |
1 |
0,66 |
0,60 |
1,07 | ||
|
36º | ||||||||||||
|
40º |
– |
1,14 |
1 |
0 |
0,35 |
0,57 |
1 |
0,55 |
0,57 |
0,93 | ||
|
45º |
– |
1,34 |
1 |
0 |
0,33 |
0,50 |
1 |
0,47 |
0,54 |
0,81 | ||
|
Примечание: i – число рядов тел качения; е – коэффициент осевого нагружения. | ||||||||||||
В финальной стадии расчёта должно получиться, что расчётная 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 редуктора не превышает 2-3%.
Ниже приводятся рекомендуемые схемы установки подшипников в редукторах для конкретного конструирования подшипниковых опор.
Рис. 6
Вал-шестерня установлен на радиальных подшипниках (враспор).
Во
избежание защемления тел качения от
температурных деформаций предусматривают
зазор (a),
превышающий тепловое удлинение 
,
где
коэффициент
линейного расширения стали 1/0С; t0 –
начальная температура вала и
корпуса, t1 –рабочая
температура вала и корпуса, l –расстояние
между опорами.
Рис. 7
На рис.4.7 червячный вал установлен на двух конических роликоподшипниках; правый подшипник «плавающий» (радиальный однорядный). Более подробно схемы установки подшипников приведены в литературе.
Далее показаны наиболее распространённые схемы уплотнений подшипниковых узлов, базирующиеся на серийно выпускаемых уплотнительных элементах. Применение в курсовых проектах войлочных сальниковых уплотнений не рекомендуется. Размеры уплотнений приведены в литературе.
|
|
|
|
Рис 8. Способы установки манжетных уплотнений | |
|
Рис. 10. Лабиринтное осевое уплотнение | |
|
| |
|
| |
|
Рис. 11. Лабиринтное радиальное уплотнение | |
|
| |
|
Рис. 9. Узел подшипника с манжетным уплотнением | |
|
| |
|
|
Рис. 12. Щелевое уплотнение |
Приложения
Таблица 1