Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Расчет подшипников на долговечность
|
|
Составляется расчетная схема вала в виде прямого бруса, опертого на неподвижную и подвижную опоры. На этой схеме указываются все внешние силы, нагружающие вал. Силы раскладываются по двум взаимно перпендикулярным плоскостям (горизонтальной Х и вертикальной У). При расчете вала учитываются:
- усилия со стороны цепной или ременной передачи;
- крутящий момент, передаваемый муфтой;
- радиальная сила, действующая на конец вала при компенсации смещений валов, соединяемых муфтой;
- тангенциальные усилия на колеса, установленные на валу.
Силы раскладываются по двум взаимно перпендикулярным направлениям. В опорах вала прикладываются реакции связей.
Составляются уравнения статического равновесия вала. Из решения этих уравнений определяются радиальные и осевые реакции опор.
Для наиболее нагруженного подшипника рассчитывается долговечность подшипника в часах:
где n – частота вращения подшипника, мин-1; m – показатель степени (m = 3 для шарикоподшипников и m = 10/3 для роликоподшипников); Р Э – эквивалентная динамическая нагрузка; С – динамическая грузоподъемность.
Эта формула справедлива при выполнении условия P Э ≤ 0, 5 C.
Эквивалентной динамической нагрузкой для радиальных и радиально-упорных подшипников называется постоянная радиальная нагрузка, которая при приложении ее к подшипнику с вращающимся внутренним и неподвижным наружным кольцами обеспечивает такую же долговечность, какую подшипник имеет при действительных условиях нагружения.
При определении эквивалентной динамической нагрузки учитывают тип подшипника, величину радиальной и осевой нагрузок, характер действия этих нагрузок, температуру подшипника и вращающееся кольцо. Для радиальных и радиально-упорных подшипников P Э определяется по формуле
,
где Fr – постоянная по величине и направлению радиальная нагрузка на подшипник; Fa – постоянная по величине и направлению осевая нагрузка на подшипник; V – коэффициент вращения кольца (при вращающемся внутреннем кольце V = 1, при наружном V = 1, 2); Х и Y – коэффициенты нагрузки, которые зависят от типа подшипника и характера его нагружения. Для радиальных подшипников с короткими цилиндрическими роликами принимают Х = 1, Y = 0. Для упорных подшипников Х = 0, Y = 1. Для шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников коэффициенты нагрузки Х и Y определяют в зависимости от отношения 
и параметра осевого нагружения е (табл. 13). Если 
, то осевая нагрузка не оказывает влияния на долговечность подшипника, из-за чего коэффициенты нагрузок принимают Х = 1, Y = 0. При 
коэффициент нагружения Х определяют по табл. 13, а коэффициент Y – по формуле
;
k б – коэффициент безопасности (табл. 14); k т – температурный коэффициент:
kT = 1 при t ≤ 105°С,
при 105°С < t < 250°С.
Для упорных подшипников P Э определяется по формуле
.
Таблица 13
Параметр осевого нагружения и коэффициент Х
| Тип подшипника | Обозначение | е | Х |
| Шариковый радиальный однорядный | 
| 0, 56 | |
| Шариковый радиально-упорный однорядный | 
| 0, 41 | |
| Роликовый конический | табл. П. 17 | 0, 4 |
Таблица 14
Значения коэффициента K б
| Вид нагрузки | K б | Области применения |
| Спокойная нагрузка без толчков | 1, 0 | Кинематические и ручные приводы, передачи трением |
| Легкие толчки, кратковременные перегрузки до 125 % от номинальной нагрузки | 1, 0…1.2 | Зубчатые передачи 6-й степени точности, металлорежущие станки (кроме строгальных и долбежных), электродвигатели малой и средней мощности |
| Умеренные толчки, вибрации, кратковременные перегрузки до 150 % от номинальной нагрузки | 1, 33…1, 5 | Зубчатые передачи 7-й и 8-й степеней точности, редукторы всех конструкций, крановые механизмы |
| То же, в условиях повышенной надежности | 1, 5…1, 8 | Центрифуги, мощные электродвигатели, строгальные и долбежные станки |
| Нагрузки со значительными толчками и вибрацией, кратковременные перегрузки до 200 % от номинальной нагрузки | 1, 8…2, 5 | Зубчатые передачи 9-й степени точности, дробилки, копры, кривошипно-шатунные механизмы |
При установке вала на радиально-упорных подшипниках осевые силы Fa, нагружающие подшипники, находят с учетом осевых составляющих Fs от действия радиальной нагрузки Fr.
Осевая составляющая FS для шариковых радиально-упорных подшипников с углом контакта α ≥ 18° определяется по формуле
.
Для конических роликовых подшипников
.
Определить осевые силы, действующие на радиально-упорные подшипники (рис. 8), можно по формулам, представленным в табл. 15.
Рис. 8
Таблица 15
Формулы для определения осевых сил в радиально-упорных подшипниках
| Условия нагружения | Осевые нагрузки |
| 
|
| |
| 
|
Для подшипников приводов должно выполняться следующее условие: долговечность подшипника Lh ≥ 12500 ч. Если это условие не выполняется, то либо переходят к подшипнику более тяжелой серии, либо меняют тип подшипника.