Расчет подшипников на заданный ресурс
Исходные данные: Fr1, Fr2.
Расчет производят в следующей последовательности.
1 Предварительно назначают тип и схему установки подшипников (см. раздел 6.3).
2 Для назначенного подшипника выписываем следующие данные:
- для шариковых радиальных и радиально-упорных с углом контакта α < 180 из таблиц 35, 36, 37, 38 значения базовых динамической С r и статической С0 r радиальных грузоподъемностей;
- для шариковых радиально-упорных с углом контакта α ≥ 180 из таблицы 38 значение С r, а из таблицы 46 значения коэффициентов Х радиальной,Y осевой нагрузок, коэффициента е осевого нагружения;
- для конических роликовых из таблиц 41, 42, 43 значения С r, Y и е, а так же принимают Х = 0,4.
Таблица 46 - значения коэффициентов Х радиальной,Y осевой нагрузок, коэффициента е осевого нагружения для радиально-упорных шариковых подшипников с углом контакта α ≥ 180
Тип подшипника | α, 0 | Относительная осевая нагрузка | Подшипники однорядные | Подшипники двухрядные | е | ||||||
> е | > е | ||||||||||
Х | Y | Х | Y | Х | Y | ||||||
Радиальный шариковый
|
0 | 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 | ||||||||
0,110 | 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 | ||||||||
0,560 | 1,00 | 1,00 | 0,44 | ||||||||
Радиально-упорный шариковый |
12 | 0,014 |
0,45 | 1,81 |
1,0 | 2,08 |
0,74 | 2,94 | 0,30 | ||
0,029 | 1,62 | 1,84 | 2,63 | 0,34 | |||||||
0,057 | 1,46 | 1,69 | 2,37 | 0,37 | |||||||
0,086 | 1,34 | 1,52 | 2,18 | 0,41 | |||||||
0,110 | 1,22 | 1,39 | 1,98 | 0,45 | |||||||
0,170 | 1,13 | 1,30 | 1,84 | 0,48 | |||||||
0,290 | 1,04 | 1,20 | 1,69 | 0,52 | |||||||
0,430 | 1,01 | 1,16 | 1,64 | 0,54 | |||||||
0,570 | 1,00 | 1,16 | 1,62 | 0,54 | |||||||
15
| 0,015 |
0,44 | 1,47 |
1,0 | 1,65 |
0,72 | 2,39 | 0,38 | |||
0,029 | 1,40 | 1,57 | 2,28 | 0,40 | |||||||
0,058 | 1,30 | 1,46 | 2,11 | 0,43 | |||||||
0,087 | 1,23 | 1,38 | 2,00 | 0,46 | |||||||
0,114 | 1,19 | 1,34 | 1,93 | 0,47 | |||||||
0,176 | 1,12 | 1,26 | 1,82 | 0,50 | |||||||
0,290 | 1,02 | 1,14 | 1,66 | 0,55 | |||||||
0,440 | 1,00 | 1,12 | 1,63 | 0,56 | |||||||
0,580 | 1,00 | 1,12 | 1,63 | 0,56 | |||||||
25 | - | 0,41 | 0,87 | 1 | 0,92 | 0,67 | 1,41 | 0,68 | |||
26 | - | ||||||||||
36 | - | 0,37 | 0,66 | 1 | 0,66 | 0,60 | 1,07 | 0,95 | |||
40 | - | 0,35 | 0,57 | 1 | 0,55 | 0,57 | 0,93 | 1,14 |
3 Из условия равновесия вала и условия ограничения минимального уровня осевых нагрузок на радиально-упорные подшипники определяют осевые силы Fai.
4 Для подшипников шариковых радиальных, а так же шариковых радиально-упорных с углом контакта α < 180 по таблице 46 в зависимости от соотношения находят значения Х, Y и е.
5 Сравнивают соотношение с коэффициентом е и окончательно принимают значения коэффициентов Х и Y: при принимают Х = 1 и Y = 0; при > е для подшипников шариковых радиальных и радиально – упорных окончательно принимают записанные ранее ( п.п. 2 и 4) значения коэффициентов Х и Y.
|
|
Здесь V – коэффициент вращения кольца: V = 1 при вращающемся внутреннем кольце подшипника относительно направления радиальной нагрузки и V = 1,2 при вращающемся наружном кольце.
Для двухрядных конических роликовых подшипников е = 1,5 tgα: при коэффициенты Х = 1; Y = 0,45 tg α, а при > е, Х = 0,67 и Y = 0,67 tg α.
6 Вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку:
- радиальную для шариковых радиальных и шариковых или роликовых радиально-упорных:
- радиальную для подшипников с короткими цилиндрическими роликами:
- осевую для упорных подшипников:
Значение коэффициента Кσ безопасности принять по таблице 47, а температурного коэффициента КТ – в зависимости от рабочей температуры t РАБ подшипника по таблице 48.
Таблица 47 – Значения коэффициента безопасности Кσ
Характер нагрузки | Кσ | Область применения |
Спокойная нагрузка без толчков | 1,0 | Маломощные кинематические редукторы и приводы. Механизмы ручных кранов, блоков. Тали, ручные лебедки. Приводы управления. |
Легкие толчки: кратковременные перегрузки до 125% номинальной нагрузки | 1,0…1,2 | Прецезионные зубчатые передачи. Металлорежущие станки (кроме строгальных, долбежных и шлифовальных). Гироскопы. Механизмы подъема кранов. Электротали и монорельсовые тележки. Лебедки с механическим приводом. Легкие вентиляторы и воздуходувки. |
Умеренные толчки; вибрационная нагрузка; кратковременные перегрузки до 150% номинальной нагрузки | 1,3…1,5 | Зубчатые передачи. Редукторы всех типов. Механизмы передвижения крановых тележек и поворота кранов. Буксы рельсового подвижного состава. |
То же в условиях повышенной надежности | 1,5…1,8 | Механизмы изменения вылета стрелы кранов. Шпиндели шлифовальных станков. Электрошпиндели. |
Нагрузки со значительными толчками и вибрациями; кратковременные перегрузки до 200% номинальной нагрузки | 1,8…2,5 | Зубчатые передачи. Дробилки и копры. Кривошипно-шатунные механизмы. Валки прокатных станов. Мощные вентиляторы. |
Нагрузка с сильными ударами; кратковременные перегрузки до 300% номинальной нагрузки. | 2,5…3,0 | Тяжелые ковочные машины. Лесопильные рамы. Рабочие роликовые конвейеры крупносортных станов, блюмингов, слябингов. |
|
|
Таблица 48 – Значения температурного коэффициента КТ
|
|
t РАБ, 0С | ≤ 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 |
КТ | 1,0 | 1,05 | 1,10 | 1,15 | 1,25 | 1,35 | 1,4 |
Для работы при повышенных температурах применяют подшипники со специальной стабилизирующей термообработкой или изготовленные из теплостойких сталей.
Для подшипников, работающих при типовых режимах нагружения расчеты удобно вести с помощью коэффициента эквивалентности КЕ (таблица 49).
Таблица 49 – Значения коэффициента эквивалентности КЕ в зависимости от режима работы механизма
Режим работы | 0 | I | II | III | IV | V |
КЕ | 1,0 | 0,8 | 0,63 | 0,56 | 0,5 | 0,4 |
При этом по известным максимальным длительно действующим силам (соответствующих максимальному из длительно действующих моментов Т max) находят эквивалентные нагрузки:
,
по которым в соответствии с п.п. 2…6 ведут расчет подшипников как при постоянной нагрузке.
7 Определяют скорректированный по уровню надежности и условиям применения расчетный ресурс (долговечность) подшипника, ч.:
где С – базовая динамическая грузоподъемность подшипника (радиальная С r или осевая Са), Н; Р – эквивалентная динамическая нагрузка (радиальная Р r или осевая Ра s, а при переменном режиме нагружения РЕ r или РЕа), Н; k – показатель степени; k = 3 для шариковых и k = для роликовых подшипников; n – частота вращения кольца, мин-1; а1 – коэффициент долговечности в функции необходимой надежности принимают по таблице 50; а23 – коэффициент, характеризующий совместное влияние на долговечность особых свойств металла деталей подшипника и условий его эксплуатации.
Вместо индекса s в обозначении ресурса записывают цифру s = 100 - Р t , где Р t – надежность при определении ресурса. Так, при 90%-ной надежности – L 10 a, при 95%-ной – L 5 a, при 97%-ной – L 3 a.
Таблица 50 – Значения коэффициента надежности а1
Вероятность безотказной работы, Р t, % | 90 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 |
Обозначение ресурса | L10a | L5a | L4a | L3a | L2a | L1a |
Коэффициент надежности, а1 | 1 | 0,62 | 0,53 | 0,44 | 0,33 | 0,21 |
Для обычных условий применения подшипников (материал обычной плавки, наличие перекосов колец, отсутствие надежной гидродинамической пленки масла) значения коэффициента а23 выбирают по таблице 51.
Таблица 51 – Значения коэффициента а23
Вид подшипника | а23 |
Для шариковых, кроме сферических | 0,7…0,8 |
Для роликовых конических | 0,6…0,7 |
Для шарикоподшипников цилиндрических, шарикоподшипников сферических двухрядных | 0,5…0,6 |
Для роликовых радиальных двухрядных сферических подшипников | 0,3…0,4 |
Формулы справедливы при частотах вращения свыше 10 мин-1 до предельных по каталогу, а так же если Р r (или Ра), а при переменных нагрузках Р rmax (или Ра max) не превышают 0,5С r (или 0,5Са).
8 Подшипник пригоден, если расчетный ресурс больше или равен требуемому:
Конструирование редуктора
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 253; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!