Проверка долговечности подшипников

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 8Следующая ⇒

Конструкция подшипникового узла должна обеспечивать фик­сацию валов в осевом направлении, компенсацию температурных деформаций, надежную смазку и защиту подшипников от посто­ронних частиц, удобство монтажа, демонтажа и регулировки.

Выбор типоразмера подшипника зависит от характера нагрузки, ее величины и направления, частоты вращения и условий эксплуа­тации.

Проектируют подшипниковые узлы в такой последовательности:

1. Выполняют эскизную компоновку узла; на основании рас­четной схемы намечают расстояние между опорами и закрепленными на валу деталями.

2. На основании кинематической схемы и силовой характери­стики механизма определяют величины и направления нагрузок на опоры.

3. Намечают тип подшипника с учетом нагрузок, конструкции узла, условий эксплуатации и монтажа.

4. Определяют эквивалентную нагрузку и проверяют расчет­ную долговечность подшипника.

5. Назначают посадки на внутренние и наружные кольца под­шипника и выбирают способ крепления колец на посадочных местах.

6. Определяют систему смазки и конструкцию уплотнения.

7. Окончательно оформляют конструкцию подшипникового узла.

При выборе подшипников следует руководствоваться не только конструктивными, но и экономическими соображениями; напри­мер, учитывать, что шариковые подшипники дешевле роликовых, подшипники повышенных классов точности значительно дороже подшипников нормального класса.

В опорах, подверженных действию ударных нагрузок, пред­почтение следует отдавать роликоподшипникам. При действии на узел только радиальных нагрузок следует, как правило, ставить шарикоподшипники.

Для подшипников с частотой вращения кольца n < 1 мин^-1 основной характеристикой служит статическая грузоподъемность С_о; при большей частоте вращения - динамическая грузоподъем­ность С.

По ГОСТ 18855-73 динамической грузоподъемностью радиаль­ных и радиально-упорных подшипников называют величину по­стоянной радиальной нагрузки, которую группа идентичных под­шипников с неподвижным наружным кольцом может выдержать в течение 1 млн. оборотов внутреннего кольца. Для упорных под­шипников динамическая грузоподъемность — это постоянная цен­тральная осевая нагрузка, которую любой из группы идентичных подшипников сможет выдерживать в течение 1 млн. оборотов одного из колец подшипника. Под номинальной долговечностью понимают срок службы подшипников, в течение которого не менее 90% из данной группы при одинаковых условиях должны прора­ботать без появления признаков усталости металла.

Расчетную долговечность L в млн. оборотов или  в часах опреде­ляют по динамической грузоподъемности С и величине эквива­лентной нагрузки Р _э

где L – долговечность подшипника, млн. об;

  а₁ – коэффициент надежности;

а₂₃ – обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации подшипника;

С - динамическая грузоподъемность, Н;

Р_э – эквивалентная динамическая нагрузка, Н;

m - показатель степени, для шариковых радиальных подшипников, m =3, для роликоподшипников m =3,33.

Для любых подшипников

где L_h – базовая долговечность, ч;

L – долговечность подшипника, млн. об;

n - частота вращения подшипника, мин^-1.

Требуемая долговечность подшипника  предусмотрена ГОСТ 16162-85 и составляет: для червячных редукторов не менее 5000ч, а для зубчатых – не менее 10000ч.

Эквивалентная нагрузка в зависимости от вращения колец, радиальной и осевой нагрузки определяется для радиальных шарикоподшипников и радиально-упорных шарико - и роликоподшипников

Для упорных шариковых и роликовых подшипников

где  - коэффициент радиальной нагрузки (таблицы 10.2 – 10.3);

 - коэффициент осевой нагрузки (таблицы 10.1 – 10.2);

 - коэффициент, учитывающий вращение колец; при вращении внутреннего кольца , наружного кольца ;

 - радиальная нагрузка, Н;

 - осевая нагрузка, Н;

 - температурный коэффициент (таблица 10.1);

 - коэффициент безопасности (таблица 10.4)

Таблица 10.1 – Значения коэффициента

Рабочая температура подшипника,	До 100	125	150	175	200	225	250
	1,0	1,05	1,10	1,15	1,25	1,35	1,4

В радиально-упорных подшипниках при действии на них радиальных нагрузок возникают осевые составляющие реакций:

- для радиально-упорных шарикоподшипников

- для конических роликоподшипников

Таблица 10.2 – Коэффициенты  и  для однорядных радиальных и радиально-упорных шариковых подшипников (  - параметр осевого нагружения)

Таблица 10.3 - Коэффициенты  и  для радиально-упорных роликовых подшипников

Так как осевые составляющие зависят от параметра , приходится определять  вначале приближенно, ориентируясь на соотношение внешней осевой силы, а не полной осевой нагрузки, к статической грузоподъемности, следовательно, и коэффициент Y сначала определяют приближенно. Затем уточняют все величины и окончательно определяют расчетную долговечность. Рекомендации по выбору типа подшипника приведены ниже в таблице 10.5.

Таблица 10.4 – Значения коэффициента

Нагрузка на подшипник		Примеры использования
Спокойная без толчков	1,0 – 1,2	Приводы ленточных конвейеров
Легкие толчки; кратковременные перегрузки до 1255 от номинальной (расчетной) нагрузки	1,2 – 1,3	Передачи металлорежущих станков (кроме строгальных и долбежных); блоки, электродвигатели малой и средней мощности; легкие вентиляторы и воздуходувки
Умеренные толчки; вибрационная нагрузка; кратковременная перегрузка до 150% от номинальной (расчетной) нагрузки	1,3 – 1,5	Буксы рельсового подвижного состава, приводы винтовых конвейеров
То же, в условиях повышенной надежности	1,5 – 1,8	Центрифуги, мощные электрические машины; энергетическое оборудование
Со значительными толчками и вибрацией; кратковременные перегрузки до 200% от номинальной (расчетной) нагрузки	1,8 – 2,5	Зубчатые передачи 9-й степени точности; дробилки и копры; кривошипно-шатунные механизмы; валки прокатных станов; мощные вентиляторы.
С сильными ударами и кратковременными перегрузками до 300% от номинальной (расчетной) нагрузки	2,5 – 3,0	Тяжелые ковочные машины; лесопильные рамы, рольганги станов, блюмингов и слябингов

Таблица 10.5 – Рекомендации по выбору типа подшипника

Отношение	Конструктивное обозначение и угол контакта	Осевая составляющая радиальной нагрузки R в долях	Примечание
< 0,35	Однорядные радиальные шарикоподшипники	---	Подбор следует начинать с легкой серии, дающей оптимальные результаты по предельной быстроходности
От 0,35 до 0,7	36000, α = 120		Допустимо использование особо легкой серии
От 0,71 до 1,0	46000, α = 260		При высоких скоростях легкая серия предпочтительнее
Свыше 1,0	66000, α = 360		Для высоких скоростей подшипник с данным углом контакта непригоден
Примечание. При  рекомендуется применять конические радиально-упорные подшипники или спаренные радиально-упорные шариковые.

Таблица 10.6 – Формулы для определения осевой нагрузки

Схема нагружения	Соотношение сил	Результирующая осевая нагрузка

В случае установки двух радиально-упорных подшипников по концам вала (враспор) результирующие осевые нагрузки каждого подшипника определяют с учетом действия внешней осевой нагрузки и осевых составляющих от радиальных нагрузок, приложенных к подшипникам 1и 2 (таблица 10.6)

Контрольные вопросы:

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?