4.7 Подбор подшипников

4.7.1 Быстроходный вал

Минимальный желаемый срок службы подшипника L_h = 10 000 часов. Осевая сила на валу F_а1 =4938 Н направлена к опоре В. Осевые составляющие S_i от действия радиальных сил 10, с. 216

S_А = 0,83 · е · F_rA = 0,83 ·0,33·2659=728,3 Н

S_B = 0,83 · е · F_rB =0,83 ·0,33·9047=2478 Н

Здесь S_А  S_В ; F_а1 = 4938 > S_В - S_А = 2478-728,3=1749,7

Определяем расчетные осевые силы в опорах 10, с.217:

F_аА = S_А =728,3 Н

F_аВ = S_В + F_а1 =728,3+4938=5666,3 Н

В данном случае, очевидно, что радиальная и осевая нагрузки больше в опоре В. Проверим долговечность подшипника наиболее нагруженной опоры.

Определяем 10, с.212

F_аВ / V > F_rB = 5666,3/1·9047=0,63>е=0,33

Где V – коэффициент при вращении внутреннего кольца V=1, при вращении наружного V=1,2.

Находим коэффициенты радиальной Х и осевой нагрузки Y. По табл. 9.18 10,с.402.

Эквивалентная нагрузка в опоре В 10,с.212: Х=0,4 Y=1,733

Р_В = (X · V · F_rB +Y · F_aB) · Кб · Кт =(0,4 ·1·9047+1,733·5666,3) ·1,3·1=17470 Н

Где Кб – коэффициент безопасности 10, с. 214

Кт – температурный коэффициент 10, с.214.

Расчетная долговечность 9, с. 3

L_h = 10⁶ / 60 ·n₁· (C / P_B) ^m · a₁ · a₂₃ =10⁶ / 60·972·(170000/17470) ^10/3 ·1·1=33731,5ч

Где С – динамическая грузоподъемность;

m – показатель степени (m = 3 для шариковых и m =10 / 3 для роликовых подшипников);

a₁ – коэффициент долговечности;

a₂₃ – коэффициент условий работы

В каталогах указаны значения С и коэффициента надежности S = 0,9;

a₁=1. Если вероятность безотказной работы отличается от 0,9, то это учитывают коэффициентом a₁ 9, с.3.

Значения коэффициентов условий работы a₂₃ лежат в диапазоне

0,1  a₂₃  5 9,с.3, при нормальных условиях смазывания (смазывание разбрызгиванием или консистентной смазкой) принимают a₂₃ = 1.

Долговечность приемлема 10000 ч < Lн =33731,5 ≤ 36000 ч

Такой же подшипник установлен и в менее нагруженной опоре А.

4.7.2 Промежуточный вал.

Проверяем долговечность выбранного подшипника (коэффициент осевого нагружения е = 0,3).

Осевая сила на валу F_а11 = F_а3 - F_а2 = 6120-1749=4371 Н

направлена к опоре D.

Осевые составляющие S_i от действия радиальных сил 10, с. 216

S_С = 0,83 · е · F_rC =0,83 ·0,3·9946,5=2476,7

S_D = 0,83 · е · F_rD =0,83·0,3·18427=4588,3

Определяем расчетные осевые силы в опорах 10, с.217:

F_аC = S_C = 2476,7 Н

F_аD = S_D + F_а11 = 4588,3 + 4371 = 8959,3 Н

В данном случае, очевидно, что радиальная и осевая нагрузки больше в опоре D. Проверим долговечность подшипника наиболее нагруженной опоры.

Определяем

F_аD / V · F_rD = 8959,3 / 1·18427 = 0,49> е

Находим коэффициенты радиальной Х и осевой нагрузки Y.

По табл. 9.18 10,с.402. Х=0,4 Y=1,733

Эквивалентная нагрузка в опоре D 10,с.212:

Р_D = (X · V · F_rD + Y · F_aD) · Кб · Кт =(0,4·1·18427+1,733·8959,3)·1,3·1=29766 Н

Расчетная долговечность

L_h=10⁶/60 · n₁₁ · (C / P_B) ^m · a₁ · a₂₃ =10⁶ / 60·216·(146000/29766) ^10/3 ·1·1=15470ч

Долговечность приемлема.

Такой же подшипник установлен и в менее нагруженной опоре С.