Расчет подшипников качения

Расчет вала на сопротивление усталости

Расчет вала на сопротивление усталости заключается в определении действительного коэффициента запаса прочности для сечения, имеющего наибольший изгибающий момент, и в сопоставлении его с допускаемым.

Методика расчета вала изложена в пособиях [2, с. 190 - 193, 196 - 198; 3, с. 144 - 147].

Расчет выполнить для промежуточного вала.

В основу расчета подшипников качения положены два критерия: по остаточной деформации и усталостному выкрашиванию. При частоте вращения кольца n £ 10 об/мин критерием расчета является остаточная деформация, расчет выполняется по статической грузоподъемности С_or; при n > 10 об/мин критерием расчета является усталостное выкрашивание дорожек качения, расчет выполняют по динамической грузоподъемности С_r. Решение о пригодности подшипника выносится из сопоставления требуемой и базовой грузоподъемностей (С_тр £ С_r) или долговечностей (L_10h ³ [L_10h]).

Расчет подшипников качения приведен в пособиях [2, с. 120; 3, с. 85; 6, с. 239].

Последовательность расчета подшипников качения рассмотрим на примере промежуточного вала.

Частота вращения вала n₂ = 300 об/мин. Базовая долговечность подшипника [L_10h] = 17000 ч. Диаметр посадочных поверхностей вала d_п = 50 мм. Действующие силы: радиальные - и ; осевая - F_a = 1000 Н.

Учитывая диаметр посадочных поверхностей вала и характер действующей нагрузки, выберем радиально-упорный шариковый подшипник 36310, у которого (см. подразд. 1.7) угол контакта тел качения с кольцами α равен 12°, статическая грузоподъемность С_or равна 48800 Н, динамическая С_r равна 59200 Н.

Схема установки подшипников и действующих сил представлена на рис. 1.22.

Рис. 1.22. Схема установки подшипников и действующих сил

Определить отношение:   . (1.68) По значению отношения из табл. П.15 найти параметр осевого нагружения: ; (1.69) е = 0,317.

Осевые составляющие от радиальных нагрузок:

(1.70)

Н;

(1.71)

Н.

Суммарные осевые нагрузки на подшипник: так как S₂ > S₁, F_a > (S₂ - S₁), то из данных табл. П.16 следует: .

Для опоры, нагруженной большей осевой силой, определить отношение: .

Уточнить значение параметра осевого нагружения (по данным табл. П.15): ; е₂ = 0,352.

Определить отношение для правой, более нагруженной опоры:

> е₂ = 0,352, где V – коэффициент вращения внутреннего кольца подшипника.

Так как > е₂, то из данных табл. П.15 для е₂ найти значения коэффициентов радиальной Х и осевой Y нагрузок: Х = 0,45; Y = 1,56.

Эквивалентная динамическая нагрузка правой опоры

, (1.72)

где К_б – коэффициент безопасности, К_б = 1,3;

К_т – температурный коэффициент, К_т = 1,

Р₂ = (1 × 0,45 × 3500 + 1,56 × 1951) × 1,3 × 1 = 6004 Н.

Уточнить коэффициент е₁ для левой опоры (см. табл. П.15): ; е₁ = 0,315.

Найти отношение: > е₁ = 0,315.

Определить коэффициенты Х и Y по данным табл. П.15: Х = 0,45; Y = 1,74.

Эквивалентная динамическая нагрузка левой опоры

, (1.73)

Р₁ = (1 × 0,45 × 3000 + 1,74 × 951) × 1,3 × 1 = 3906 Н.

Для более нагруженной опоры (правой) определить долговечность (выбранного) подшипника 36310:

, (1.74)

где а₁ – коэффициент надежности при вероятности безотказной работы 90 %, а₁ = 1;

а₂₃ – коэффициент, характеризующий совместное влияние на долговечность особых свойств металла деталей подшипника и условий его эксплуатации, а₂₃ = 0,7 – 0,8;

ч.

Так как рассчитанная долговечность L_10h больше базовой [L_10h] (37279,4 > 17000), то выбранный подшипник пригоден для данных условий.

Если L_10h < [L_10h], то необходимо подобрать радиально-упорный подшипник более тяжелой серии, имеющий бóльшую грузоподъемность, или роликовый конический.

Дата добавления: 2015-07-13