Методика подбора подшипников качения

 

11.15. При проектировании подшипники качения подбирают по каталогу в зависимости от: диаметра d цапфы вала; величины, направления и характера нагрузки (спокойная, ударная, переменная); назначения^чузла; угловой скорости вращающегося кольца (с учетом того, какое из колец вращается); требуемой долговечности подшипника (числа часов работы).

Подбор подшипников практически сводится к следующей схеме:

1. По назначению узла выбирают тип подшипника. Так, например, если на подшипник действует только радиальная нагрузка, то можно выби­рать любой радиальный подшипник.

2. Если подшипник находится под действием комбинированной на­грузки (значительной осевой и радиальной), то применяют радиаль-но-упорные подшипники типов 6 и 7. Если же осевая нагрузка больше ра­диальной, то устанавливают упорный подшипник в комбинации с радиаль­ным или упорно-радиальный подшипник. При действии одной осевой нагрузки устанавливают упорные подшипники типов 8 и 9.

3. Основным критерием для выбора подшипника служит его динамиче­ская грузоподъемность. Если подшипник воспринимает нагрузку в непод­вижном состоянии или его вращающееся кольцо имеет частоту вращения не более 1 об/мин, то подшипник выбирают по статической грузоподъем­ности без проверки его долговечности.

Какого типа подшипники следует выбрать для редуктора с шевронными зубчатыми колесами? Почему ?

11.16. Расчет по динамической грузоподъемности.

Под динамической грузоподъемностью для радиальных и радиально-упорных подшипников понимают постоянную радиальную нагрузку, которую может выдержать группа идентичных подшипников с неподвижным наружным и вра­щающимся внутренним кольцом до возникновения усталостного разрушения рабочих поверхностей колец и тел качения в течение 1 млн об. без появления повреждений не менее 90 % из числа подшипников, подвергшихся испытаниям.

Условие для выбора подшипников качения:

                                                        (11.1)

где С_г — требуемая динамическая грузоподъемность, Н; [С],. — табличное (каталожное паспортное) значение динамической грузоподъемности под­шипника выбранного типоразмера (табл. 11.1), Н.

Требуемое значение динамической грузоподъемности определяют по формулам:

                                                (11.2)

где Р_э — приведенная (эквивалентная) нагрузка (должна быть подставлена в тех же единицах, что и параметр Q; L — требуемая долговечность вра­щающегося подшипника, млн об, (принимается 0,5—30 000 млн об.); L_h — то же, ч; а — коэффициент, зависящий от характера кривой усталости

 

Таблица 11.1. Шарикоподшипники радиальные однорядные (ГОСТ 8338—75)

Условное обозначение подшипника	Серия	Размеры, мм				С ,-, Я	Со,, Н	Предельная частота вра­щения, мин~', при смазоч­ном материале
		d	D	В	г			пластичном	жидком
104	Особо лег­кая нор­мальная	20	42	12	1	9360	4500	17 000	20 000
105		25	47	12	1	11 200	5600	15 000	18 000
106		30	55	13	1,5	13 300	6800	12 000	15 000
107		35	62	14	1,5	15 900	8500	10 000	13 000
108		40	68	15	1,5	16 800	9300	9500	12 000
109		45	75	16	1,5	21 200	12 200	9000	11 000
110		50	80	16	1,5	21 600	13 200	8500	10 000
III		55	90	18	2	28 100	17 000	7500	9000
112		60	95	18	2	29 600	18 300	6700	8000
113		65	100	18	2	30 700	19 600	6300	7500
114		70	110	20	2	37 700	24 500	6000	7000
115		75	115	20	2	39 700	26 000	5600	6700
202	Легкая узкая	15	35	11	1	7800	3550	19 000	24 000
203		17	40	12	1	9560	4500	17 000	20 000
204		20	47	14	1,5	12 700	6200	15 000	18 000
205		25	52	15	1,5	14 000	6950	12 000	15 000
206		30	62	16	1,5	19 500	10 000	10 000	13 000
207		35	72	17	2 '	25 500	13 700	9000	11 000
208		40	80	18	2	32 000	17 800	8500	10 000
209		45	85	19	2	33 200	18 600	7500	9000
210		50	90	20	2	35 100	19800	7000	8500
211		55	100	21	2,5	43 600	25 000	6300	7500
212		60	ПО	22	2,5	52 000	31 000	6000	7000
213		65	120	23	2,5	56 000	34 000	5300	6300
214		70	125	24	2,5	61 800	37 500	5000	6000
215		75	130	25	2,5	66 300	41 000	4800	5600
302	Средняя узкая	15	42	13	1,5	11 400	5400	17 000	20 000
303		17	47	14	1,5	13 500	6650	16 000	19 000
304		20	52	15	2	15 900	7800	13 000	16 000

Окончание табл. 11.1

Условное обозначение подшипника	Серия	Размеры, мм				С,, Н	со„н	Предельная частота вра­щения, мин"1, при смазоч­ном материале
		d	D	В	/■			пластичном	жидком
305	Средняя узкая	25	62	17	2	22 500	11 400	11 000	14 000
306		30	72	19	2	28 100	14 600	9000	11 000
307		35	80	21	2,5	33 200	18 000	8500	10 000
308		40	90	23	2,5	41 000	22 400	7500	9000
309		45	100	25	2,5	52 700	30 000	6700	8000
310		50	ПО	27	3	61 800	36 000	6300	7500
311		55	120	29	3	71 500	41 500	5600	6700
312		60	130	31	3,5	81 900	48 000	5000	6000
313		65	140	33	3,5	92 300	56 000	4800	5600
314		70	150	35	3,5	104 000	63 000	4500	5800
315		75	160	37	3,5	112 000	72 500	4300	5000
316		80	170	39	3,5	124 000	80 000	3800	4500

 

(для шариковых подшипников α = 3,0; для роликовых α = 10/3); п — частота вращения кольца, об/мин; а₁ — коэффициент надежности, a ₁ ≈ 1 (безотказ­ная работа); а₂₃ — коэффициент качества, обычно a₂₃ = 0,7 ÷ 0,8 (шарико­вые), а₂₃ = 0,6 ÷ 0,7 (роликовые конические).

Эквивалентную динамическую нагрузку F_E вычисляют по формуле

                                    (11.3)

где X — коэффициент радиальной нагрузки; Y — коэффициент осевой на­грузки; V — коэффициент вращения (при вращении относительно вектора нагрузки внутреннего кольца V > 1, наружного кольца V = 1,2);

F_r , F_a — радиальная и осевая нагрузки, Н; К_б — коэффициент безопасности (для редукторов K_б= 1,3 ÷ 1,5); К _T — температурный коэффициент (при t до 100 °С, K_T = 1) (см. рис. 11.4, б, А).

Расчет Р_э по формуле (11.3) для цилиндрических подшипников ^_а = 0, Х- 1; для упорных подшипников F_r = 0, Y = 1; для шариковых радиальных, радиально-упорных и конических роликовых подшипников Х=\, Y = 0, если F_a IVF < е, е — вспомогательный коэффициент, указанный в каталоге [10], то расчет ведется только по радиальной нагрузке, если F_a / VF_r > e — значения коэффициентов Хи 7определяются по таблице.

При определении осевых нагрузок F_a , действующих на радиаль-но-упорные подшипники, помимо внешней осевой силы А следует учитывать осевые составляющие реакцией подшипников, возникающие под действием радиальных нагрузок F_r Эти составляющие вычисляются по формулам:

для радиально-упорных шарикоподшипников S = eF_r ; для конических роликоподшипников S =0,83 eF_r (рис. 11.4, б, Б).

Рис. 11.4, б. Схемы сил в подшипниках

 

11.17. Расчет по статической грузоподъем­ности. Подшипники грузовых крюков, дом­кратов, нажимных устройств прокатных станов и других машин периодически подвержены нагрузкам при очень медленном вращении. «Невращающиеся» подшипники рассчитывают только по статической гру­зоподъемности.

Под статической грузоподъемностью понимают такую нагрузку на «нев-ращающийся» подшипник (п < 1 об/мин), под действием которой в нем не возникает остаточных деформаций, ощутимо влияющих на дальнейшую ра­боту подшипника.

Условие для выбора подшипников:

                                                         (11.3)

где Р_{О r} — эквивалентная статическая нагрузка; С_{О r} — базовая статическая радиальная грузоподъемность; С _r — базовая динамическая радиальная гру­зоподъемность (см. табл. 11.1). Значение приведенной статической нагруз­ки для радиальных; и радиально-упорных шарико- и роликоподшипников определяют:

P_or = X ₀ F_r + Y ₀ F_a ,                                           (11.4)

где Х_о, Y_o — коэффициенты соответственно радиальной и осевой нагрузок (табл. 11.2); F_r — радиальная нагрузка; F_a — осевая нагрузка.

 

Таблица 11.2. Коэффициент безопасности

Характер нагрузки на подшипники					Применение
Спокойная нагрузка, толчки отсутствуют			1		Подшипники передач трением в машинах со спо­койной внешней нагрузкой, ролики ленточных конвейеров
Нагрузка с легкими толчка­ми, кратковременные пере­грузки до 125 % от основной нагрузки			1-1,2		Подшипники передач зацеплением в машинах с от­носительно спокойной внешней нагрузкой: в стан­ках с вращательным главным движением, в маши­нах для обработки волокна и т. д. Подшипники электродвигателей, конвейеров, транспортеров
Нагрузка с умеренными толчками, кратковременные перегрузки до 150 %			1,3-1,8		Подшипники железнодорожного подвижного со­става, коробок передач тракторов и автомобилей, редукторов (As = 1,3 т 1,5). Подшипники колес ав­томобилей и тракторов, двигателей внутреннего сгорания, строгальных и долбежных станков, ваго­неток для угля и т. д. (А'б =1,5*1,8)
Нагрузка с сильными удара­ми, кратковременная пере­грузка до 300 %			2-3		Подшипники ковочных машин, камнедробилок, копров, валков и рольгангов крупно- и среднесор-товых прокатных станов
Таблица 11.3. Значение коэффициентов радиальных и осевых нагрузок Хи Y
α°		Подшипники однорядные				Подшипники двухрядные				е
		Fa/(VF,)>e				Fa /(VF,)<e		Fa /(VFr)>e
		X		Y		X	Y	X	Y
	0,014	0,56		2,30		1,0	0	0,56	2,30	0,19
	0,028			1,99					1,99	0,22
	0,056			1,71					1,71	0,26
	0,084			1,55					1,55	0,28
0	0,110			1,45					1,45	0,30
	0,170			1,31					1,31	0,34
	0,280			1,15					1,15	0,38
	0,420			1,04					1,04	0,42
	0,56			1,00					1,00	0,44
	0,014			1,81			2,08		2,94	0,30
	0,028			1,62			1,84		2,63	0,34
	0,056			1,46			1,69		2,37	0,37
	0,084			1,34			1,52		2,18	0,41
12	0,11	0,45		1,22		1,0	1,39	0,74	1,98	0,45
	0,17			1,13			1,30		1,84	0,48
	0,28			1,04			1,20		1,69	0,52
	0,42			1,01			1,16		1,64	0,54
	0,56			1,00			1,16		1,62	0,54
26	—	0,41		0,87		1	0,92	0,67	1,41	0,68
36	—	0,37		0,66		1	0,66	0,60	1,07	0,95

Примечание. Коэффициенты Yw e для промежуточных отношений iF_a / C_Or определя­ют интерполяцией.

В каком случае выбор подшипника производят по. статической грузоподъ­емности?

11.18. Расчет подшипников на долговечность. Часто подшипники пред­варительно выбирают по конструктивным соображениям. Тогда расчетом проверяют их долговечность (ресурс). Под номинальной долговечностью (расчетным сроком службы) понимают срок службы подшипников, в тече­ние которого не менее 90 % из данной группы при одинаковых условиях должны проработать без появления признаков усталости металла.

Долговечность подшипника I зависит от величины и направления дей­ствия нагрузки, частоты вращения, смазки и т. д., а также и от его динами­ческой грузоподъемности С. Из формулы (11.2) долговечность подшипника

здесь С_г принимают по каталогу, Р_э определяют по методике в шаге 11.16.

 

11.19. Ответить на вопросы контрольной карточки 11.2.

Контрольная карточка 11.2

Вопрос	Ответы	Код
Какой тип подшипника качения можно выбрать для пяты, если d = 75 мм (основная нагрузка — осевая)?	215 8375 7315 9315	1 2 3 4
На рис. П.5 показана грузовая скоба. Какую формулу следует использовать для выбора подшип­ника?		5   6
Подберите радиальный шариковый однорядный подшипник, если расчетная динамическая грузоподъемность равна 124 кН, d= 80 мм	313 315 316 16	7 8 9 10
При расчете динамической грузоподъемности, какую величи­ну коэффициента качества следует принять для шариковых подшипников	≈0,5 0,6÷0,7 0,7÷0,8 1,0	11 12 13 14
Проверьте возможность применения подшипника 314 (по ре­сурсу) вала зубчатой передачи. Работа при постоянном режи­ме: приведенная нагрузка Рэ = 8,60 кН, n=1800 об/мин, Lh= 15 000 ч	Можно применять Нельзя применять	15 16

Рис. 11.5. Грузовая скоба

---

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 1485; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!