Вибір підшипників по динамічної вантажопідйомності - лекції та приклади розв’язання задач з теормех,
Вибір підшипників по динамічної вантажопідйомності для попередження втомного руйнування.
Динамічна вантажопідйомність і довговічність (ресурс) підшипника пов'язані емпіричної залежністю
де L - ресурс в млн. оборотах;
З - паспортна динамічна вантажопідйомність підшипника - це така постійне навантаження, яку підшипник може витримати протягом одного млн. Оборотів без появи ознак втоми не менше ніж у 90% з певного числа підшипників, що піддаються випробуванням. Значення С наведені в каталогах;
р - показник ступеня кривої втоми (р = 3 - для кулькових підшипників, р = 10/3 - для роликових.
Р - еквівалентна (розрахункова) динамічне навантаження на підшипник.
Для переходу від кількості млн. Оборотів в ресурс в годиннику запишемо:
Для радіальних кулькових і радіально-наполегливих кулькових і роликових підшипників еквівалентну навантаження визначають за формулою:
де Fr і Fa - радіальна і осьова навантаження на підшипник;
V- коефіцієнт обертання кільця (V = 1 при обертанні внутрішнього кільця, V = 1,2 - при обертанні зовнішнього кільця);
Кb - коефіцієнт безпеки, що враховує характер зовнішніх навантажень;
Кт - температурний коефіцієнт;
X і Y - коефіцієнти відповідно радіальної і осьової навантажень.
Для підшипників з циліндричними роликами формула для визначення еквівалентної динамічного навантаження має вигляд:
Значення коефіцієнтів X і Y беруть залежно від значення відносини Fa / V ∙ Fr. Осьова сила не впливає на величину еквівалентного навантаження до тих пір, поки величина відношення не перевищить певного значення коефіцієнта впливу осьового навантаження e. Тому при Fa / V ∙ Fr ≤ e розрахунок ведуть на дію тільки радіального навантаження, тобто X = 1, Y = 0. Якщо Fa / V ∙ Fr> e, то X і Y беруть в довідниках для конкретного підшипника.
Потрібно відзначити, що коефіцієнт е для роликових конічних і кулькових радіально-наполегливих підшипників з кутами контакту α> 18 ° постійний для конкретного підшипника незалежно від навантаження, а для кулькових однорядних підшипників з кутом контакту 18 ° і менше вибирається залежно від співвідношення Fx / C0 . Тут С0 - статична вантажопідйомність підшипника.
У радіально наполегливому підшипнику від дії радіальної сили виникає додаткова осьова навантаження S. Її значення для кулькових радіально-наполегливих підшипників визначається S = e ∙ Fr. а для конічних роликопідшипників - S = 0,83 ∙ e ∙ Fr. Вище відзначили, що радіально-наполегливі підшипники встановлюють попарно. Існує кілька схем установки. Розглянемо найбільш часто зустрічається схему - установку підшипників з осьовим фіксацією «враспор».
Торці внутрішніх кілець підшипників впираються в буртики вала, а торці зовнішніх кілець - на елементи корпусу агрегату. Позначимо повні осьові навантаження на підшипники через Fa1 і Fa2. Ці сили з однієї сторони не можуть бути менше осьових складових від радіальних сил, тобто
У той же час вони повинні бути не менше сумарних зовнішніх осьових навантажень на підшипники:
Очевидним є те, що більше значення з двох задовольняє обидві нерівності.
Розрахунок підшипників кочення на довговічність проводять в наступній послідовності:
- визначають радіальні опорні реакції для кожної опори;
- вибирають схему розташування і тип підшипника виходячи з умов роботи, що діють навантажень;
- по посадковому діаметру вала вибирають конкретний підшипник по каталогу і виписують d, D, С, С0. X, Y, е;
- визначають еквівалентну динамічне навантаження на підшипники:
Lh = (С / Р) р ∙ 10 6 / (60 ∙ n), годину.
і порівнюють з необхідною довговічністю. якщо Lh