Слишком сложно? Тогда запросите консультацию специалиста!
Наша компания занимается тем, что помогает студентам выполнять различные учебные работы на заказ. Вы можете ознакомиться с перечнем выполняемых работ, а так же с их стоимостью на странице с ценами.
Грузоподъемности. Частные случаи определения эквивалентной
Подбор подшипников качения по статической и динамической
Основными критериями работоспособности подшипников качения являются долговечность по усталостному выкрашиванию и статическая грузоподъемность по пластическим деформациям. Расчет на долговечность выполняют для подшипников, вращающихся с угловой скоростью ω≥0,105 рад/с. Невращающиеся или медленно вращающиеся подшипники (с угловой скоростью ω<0,105) рассчитывают на статическую грузоподъемность.
Проверка и подбор подшипников по статической грузоподъемности.
Если подшипник воспринимает нагрузку находясь в неподвижном состоянии или вращаясь с частотой менее 1 об/мин, то подшипник выбирают по статической грузоподъемности, поскольку при указанном режиме работы исключается усталостное выкрашивание рабочих поверхностей тел и дорожек качения.
Условие проверки:
Ро< Со,
где Ро- эквивалентная статическая нагрузка;
Со- статическая грузоподъемность ( по каталогу на подшипники).
Под статической грузоподъемностью понимают такую статическую нагрузку, которой соответствует общая остаточная деформация тел качения и колец в наиболее нагруженной точке контакта, равная 0,0001 диаметра тела качения.
Эквивалентная статическая нагрузка определяется по формуле:
Ро = X0∙Fr + Y0∙Fa,
где Хо и Yo — коэффициенты радиальной и осевой статических нагрузок
(по каталогу).
Выбор подшипников по динамической грузоподъемности для предупреждения усталостного разрушения.
Динамическая грузоподъемность и долговечность (ресурс) подшипника
связаны эмпирической зависимостью
L = (С/Р)р,
где L-ресурс в млн. оборотах;
С - паспортная динамическая грузоподъемность подшипника - это такая постоянная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение одного млн. оборотов без появления признаков усталости не менее чем у 90% из определенного числа подшипников, подвергающихся испытаниям. Значения С приведены в каталогах;
р - показатель степени кривой усталости (р=3 - для шариковых подшипников, р=10/3 - для роликовых .
Р - эквивалентная (расчетная) динамическая нагрузка на подшипник. Для перехода от количества млн. оборотов в ресурс в часах запишем:
Lh= 106∙L/(60∙n), ч.
Для радиальных шариковых и радиально-упорных шариковых и роликовых подшипников эквивалентную нагрузку определяют по формуле:
Р = ( X∙V∙Fr + Y∙Fa )∙Kb∙KT,
где Fr и Fa- радиальная и осевая нагрузки на подшипник;
V- коэффициент вращения кольца (V =1 при вращении внутреннего кольца, V =1,2 - при вращении наружного кольца);
Кб - коэффициент безопасности, учитывающий характер внешних нагрузок;
Кт - температурный коэффициент;
X и Y - коэффициенты соответственно радиальной и осевой нагрузок.
Для подшипников с цилиндрическими роликами формула для определения эквивалентной динамической нагрузки имеет вид:
Р = Fr∙V∙Kb∙KT.
Значения коэффициентов X и Yберут в зависимости от значения отношения Fa/ V∙Fr . Осевая сила не оказывает влияния на величину эквивалентной нагрузки до тех пор, пока величина отношения не превысит определенного значения коэф-фициента влияния осевого нагружения e. Поэтому при Fa/V∙Fr ≤ e расчет ведут на действие только радиальной нагрузки, т.е. X=l, Y=0. Если Fa/V∙Fr>e, то X и Y берут в справочниках для конкретного подшипника. Нужно отметить, что коэффициент е для роликовых конических и шариковых радиально-упорных подшипников с углами контакта α>18° постоянен для конкретного подшипника независимо от нагрузки, а для шариковых однорядных подшипников с углом контакта 18° и меньше выбирается в зависимости от соотношения Fx/C0. Здесь Со- статическая грузоподъемность подшипника.
В радиально упорном подшипнике от действия радиальной силы возникает дополнительная осевая нагрузка S. Ее значение для шариковых радиально-упорных подшипников определяется S=e∙Fr, а для конических роликоподшипников - S=0,83∙e∙Fr. Выше отметили, что радиально-упорные подшипники устанавливают попарно. Существует несколько схем установки. Рассмотрим наиболее часто встречающуюся схему - установку подшипников с осевой фиксацией «враспор».
 |
Рисунок 68
Торцы внутренних колец подшипников упираются в буртики вала, аторцы наружных колец - на элементы корпуса агрегата. Обозначим полные осевые нагрузки на подшипники через Fa1 и Fa2. Эти силы с одной стороны не могут быть меньше осевых составляющих от радиальных сил, т.е.
Fal ≥S1, Fa2 ≥Sa2
В то же время они должны быть не менее суммарных внешних осевых нагрузок на подшипники:
Fa1≥Fx + S2, Fa2≥S1-Fx.
Очевидно то, что большее значение из двух удовлетворяет оба неравенства.
| Условие нагружения | Осевые нагрузки подшипников |
| S1< S2, Fx ≥0 или S1> S2, но Fx≥S1-S2 | Fa1= Fx + S2, Fa2 = S2 |
| S1>S2, но FX≤S1 -S2 | Fa1= S1, Fa2= S1 - Fx |
Расчет подшипников качения на долговечность проводят в следующей последовательности:
- определяют радиальные опорные реакции для каждой опоры;
- выбирают схему расположения и тип подшипника исходя из условий работы, действующих нагрузок;
- по посадочному диаметру вала выбирают конкретный подшипник по каталогу и выписывают d, D, С, Со, X, Y, е;
- определяют эквивалентную динамическую нагрузку на подшипники:
Р = ( X∙V∙Fr + Y∙Fa )∙Kb∙KT;
- определяют расчетную долговечность наиболее нагруженного подшипника:
Lh= ( С/Р )р∙106/(60∙n), час.
и сравнивают с требуемой долговечностью. Если Lh< Lh треб то можно:
а) сменить подшипник на более тяжелую серию;
б) сменить тип подшипника на более грузоподъемный;
в) увеличить диаметр вала;
г) предусмотреть меньший срок службы и замену подшипника.
