Р асчет долговечности подшипников шпинделя

9.4.1. Определение усилий, действующих на шпиндель.

В общем случае на шпиндель действуют усилия, возникающие в процессе резания, а также усилия от расположенных на нем приводных элементов (зубчатых колес, шкивов).

Для нашего примера расчета усилия от приводных элементов воспринимаются отдельными опорами.

Величины усилий резания и расстояния до опор определяют в соответствии с расчетными нагрузками и согласуют с руководителем проекта. В соответствии с п. 6.2. расчетный момент на шпинделе М_Ш=444Нм при частоте вращения n^р_ш=189мин^-1.

Принимаем величину окружного усилия резания при черновом торцевом фрезеровании .

Для токарных станков P_z =2M_шп /D_заг, где D_заг =Н (Н – высота центров).

Для фрезерных станков D_фр =0,25B_ст; P_z =2M_шп /D_фр;
Радиальную Р_r и осевую Р_z составляющие усилия резания принимаем (с запасом)

Р_r=Р_z≈0,5 Р_t=0,5∙8880=4440Н.

9.4.2. Определение реакций опор.

Расчетная схема шпинделя в двух плоскостях действия приведена на рис. 9.2. Реакции в опорах определяем по известным зависимостям (уравнениям моментов).

В соответствии с пунктом 9.3. принимаем с=210мм, l=350мм.

Для плоскости окружной силы:

;

.

Проверка. .

Для плоскости радиальной и осевой силы:

;

.

Проверка. .

Суммарные реакции в радиальных опорах

;

.

Реакция в осевой опоре равна осевой силе Р_z; R₀ = P_z=4440Н.

9.4.3. Расчет долговечности подшипников.

Производится по стандартным общемашиностроительным методикам, изложенным в справочниках (например, [10]).

Произведем расчет только для передней радиальной опоры А; R_A=15600Н. В опоре установлен один подшипник с короткими цилиндрическими роликами 3182120. Его динамическая грузоподъемность по каталогу (см. также прил.6.2.) с=160000Н.

Эквивалентная нагрузке на подшипник [10]

P=(XVF_r+YF_A)×K_δK_T=(1∙1∙15600+0∙0)∙1,2∙1=18700Н.

Здесь Х=1, Y=0 – коэффициенты радиальной и осевой нагрузки для данного типа подшипников.

F_r=R_A=15600Н – радиальная нагрузка;

F_A=0 – осевая нагрузка (т.к. данный тип подшипников воспринимает только радиальные нагрузки);

V=1 – коэффициент вращения при вращении внутреннего кольца подшипника;

К_δ=1,2 – коэффициент безопасности для приводов станков;

К_Т=1,0 – температурный коэффициент.

Параметр

Расчетная частота вращения: n^P_ш=189мин^-1.

Используя вспомогательные таблицы для роликоподшипников [10] по значениям С/Р и n определяем фактическую долговечность

L_h≥100000час,

что удовлетворительно.

Обычно требуемая долговечность составляет L_h=10000…20000час.

Дата добавления: 2014-12-07