Algorithmus zur Auswahl und Berechnung von Wälzlagern. Dynamische Belastung der Lager. Lagerbetriebstemperatur, С˚

Belastbarkeit Sonderfälle zur Bestimmung des Äquivalents

Auswahl der Wälzlager für statisch und dynamisch

Die Hauptkriterien für die Leistung von Wälzlagern sind die Dauerhaftigkeit beim Ermüdungshacken und die statische Belastbarkeit bei plastischen Verformungen. Die Berechnung der Haltbarkeit wird für Lager durchgeführt, die mit einer Winkelgeschwindigkeit von ω ≥ 0,105 rad / s rotieren. Nicht drehende oder langsam drehende Lager (mit Winkelgeschwindigkeit ω<0,105) рассчитывают на статическую грузоподъемность.

Der Wert der Koeffizienten der radialen X- und der axialen Y-Belastung für einreihige Lager

Für die Rückführung von Linearführungen und Kugelumlaufspindeln gibt es zwei Lastspezifikationen: statische Tragfähigkeit und dynamische Tragfähigkeit. Die meisten Ingenieure sind mit der dynamischen Tragfähigkeit vertraut, da dieser Wert zur Berechnung der Lagerlebensdauer verwendet wird. Es ist jedoch auch wichtig, die statische Belastung des Bauteils zu berücksichtigen, um einen vorzeitigen Lagerausfall zu vermeiden. Nachfolgend finden Sie eine kurze Übersicht über jede Spezifikation und deren Verwendung zur Kalibrierung und Auswahl.

Überprüfung und Auswahl der Lager auf statische Tragfähigkeit.

Wenn das Lager die Last im Stillstand oder mit einer Frequenz von weniger als 1 U / min wahrnimmt, wird das Lager entsprechend der statischen Tragfähigkeit ausgewählt, da bei der angegebenen Betriebsart Ermüdungsspitzen der Arbeitsflächen und Laufbahnen ausgeschlossen sind.

Dynamische Lastaufnahme

Die Belastung von Linearlagern und Laufbahnen führt dazu, dass sich diese Oberflächen im Laufe der Zeit abnutzen. Diese Abnutzung oder Ermüdung verursacht ein Abschälen der Lagerflächen, was sich verschlechtert und Vibrationen und grobe Bewegungen verursacht. Verschlechterung der Ermüdung der Lagerbahn.

Die dynamische Tragfähigkeit kann für eine Lebensdauer von 50 km oder 100 km ausgelegt werden. Es ist wichtig zu beachten, welche Entfernung als Basis verwendet wird. Diese Verformung kann durch übermäßige Belastung oder einen Schlag verursacht werden. Die Verformung der Lagerflächen beeinträchtigt die Glätte und kann die Lebensdauer der Lager verkürzen.

Überprüfungsbedingung:

R o< С о,

wobei R ungefähr äquivalente statische Last ist;

- statische Tragfähigkeit (laut Katalog der Lager).

Unter statischer Belastbarkeit verstehen wir eine solche statische Belastung, die der gesamten bleibenden Verformung der Wälzkörper und Ringe an dem am stärksten belasteten Kontaktpunkt entspricht und 0,0001 des Durchmessers des Wälzkörpers entspricht.

Es wird normalerweise empfohlen, einen Sicherheitsfaktor für die Berechnung der zulässigen statischen Belastung in Abhängigkeit von der Art der Anwendung, der Wahrscheinlichkeit und der Schwere der Vibration oder der Exposition zu verwenden. Es ist selten, dass eine Anwendung eine Last in nur einer Richtung für die gesamte Bewegungsstrecke erzeugt. Wenn verschiedene Arten von Lasten auftreten oder wenn sich die Last im Laufe der Zeit ändert, basieren die Berechnungen der erwarteten Lebensdauer auf einer äquivalenten Lagerbelastung. Die äquivalente Belastung ist der einzige Wert, der dazu führt, dass die Lebenserwartung aufgrund aller Anwendungsbedingungen der Lebenserwartung entspricht.

P etwa = X 0 ∙ Fr + Y 0 ∙ Fa,

wobei Xo und Yo die Koeffizienten der radialen und axialen statischen Lasten sind

(laut Katalog).

Lagerauswahl für dynamische Tragfähigkeit, um Ermüdungsversagen zu vermeiden.

Dynamische Tragfähigkeit und Haltbarkeit (Lebensdauer) des Lagers

gebunden an empirische Abhängigkeit

Einfach ausgedrückt, werden alle unterschiedlichen Lasten, Richtungen und Dauern in eine vertikale Lagerbelastung umgewandelt. Einige Linearlager behalten unabhängig von der Richtung der Last die gleichen Belastungswerte, während einige von ihnen für seitliche oder seitliche Belastungen andere Belastungswerte haben als für nach unten gerichtete Belastungen. Darüber hinaus empfehlen die meisten Hersteller, die Lebensdauer eines Linearlagers unter bestimmten Bedingungen wie extremen Temperaturen oder Verschmutzung zu reduzieren.

Während die tatsächliche Lebensdauer einer Umlauf-Linearführung oder einer Kugelumlaufspindel von vielen Faktoren abhängt, ist das Verständnis der beiden Tragfähigkeitstypen, ihrer Bestimmung und ihrer korrekten Verwendung für die Dimensionierung und Auswahl eines Lagers wichtig, das die gewünschte Lebensdauer erreicht.

wo sich L-Ressource in Millionen Umdrehungen befindet;

Die dynamische Tragfähigkeit des C-Passes ist eine so konstante Last, dass ein Lager eine Million Umdrehungen aushalten kann, ohne Ermüdungserscheinungen von mindestens 90% einer bestimmten Anzahl von getesteten Lagern aufzuweisen. C-Werte sind in Katalogen angegeben;

Meine liebevollen Eltern haben mich immer unterstützt und unterstützt, motiviert. Mein besonderer Dank gilt meinem Berater, Professor Nagarag Araker, der an allen meinen Graduiertenschulen ein guter Mentor und Freund war. Seine ständige Führungsrolle half mir dabei, verschiedene Bereiche von Forschungsarbeiten zu erkunden, und unsere unzähligen fruchtbaren Diskussionen waren für meine jetzige Ausbildung sehr hilfreich.

Die fröhliche Umgebung unseres Arbeitsplatzes hat mich immer motiviert. Seit dem zwanzigsten Jahrhundert haben die Hersteller von Lagern versucht, das Ermüdungspotential von Lagern von Wälzkörpern vorherzusagen. Im Rahmen der Dissertation wurden Elastizitäts- und statistische Analysen durchgeführt, um die Haltbarkeit des Lagers während der Vorhersage anzupassen. Es wurde berichtet, dass in den Tiefen der unterirdischen Tiefen die Materialeigenschaften von gehärteten Stählen abnehmen.

p ist ein Maß für den Grad der Ermüdungskurve (p = 3 für Kugellager, p = 10/3 für Wälzlager).

P - äquivalente (berechnete) dynamische Belastung des Lagers. Um von der Anzahl von Millionen Umdrehungen auf die Ressource in der Uhr zu schreiben:

L h = 10 6 ≤ L / (60 ≤ n), h.

Für radiale Kugel- und Schrägkugel und rollenlager die äquivalente Last wird durch die Formel bestimmt:

Untersuchungen zeigen, dass eine Abnahme des Elastizitätsmoduls um 10% zu einer Verbesserung der Vorhersage der Ermüdungsbeständigkeit um 66% führt. 11, da gegenüber dem aktuellen Wert von 3 und für Wälzlager mit 2% Vertrauensgrenzen im Vergleich zum aktuellen Wert auf 66 eingestellt werden sollte. Daher ist eine Standardlastgleichung für die Konstruktion von Lagern erforderlich.

Lagerbetriebstemperatur, С˚

Sie fördern die Rotations- und Linearbewegung zwischen zwei sich bewegenden Objekten. Daher werden sie in komplexen mechanischen Systemen wie Verbrennungsmotoren und Düsentriebwerken zur Unterstützung der Hauptwellen des Motors verwendet. Unter den Komponenten der Öl- und Gasindustrie, wie beispielsweise Bohrrotoren, Bohrpumpen und Drehtischen von Bohrgeräten, werden Lager verwendet. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, Reibung und Kontaktbelastungen des Kontakts ohne Verformung zu reduzieren.

= = (X ∙ V ∙ Fr + Y ∙ F a) ∙ K b ∙ K T,

wobei Fr und Fa die radialen und axialen Belastungen des Lagers sind;

V ist der Rotationskoeffizient des Rings (V = 1 während der Drehung des Innenrings, V = 1,2 - während der Drehung des Außenrings);

K b - Sicherheitsfaktor unter Berücksichtigung der Art der äußeren Lasten;

K t - Temperaturkoeffizient;

X und Y sind die Koeffizienten der radialen bzw. axialen Belastung.

Wälzlager erfahren typischerweise eine radiale Belastung, eine axiale Belastung oder eine kombinierte radiale und axiale Belastung. In späteren Fällen bestimmt die Kombination der beiden Lasten zusammen mit den inneren geometrischen Eigenschaften des Lagers den Kontaktwinkel des Lagers. Je nach Art des Wälzkörpers können die verwendeten Lager in vier Kategorien eingeteilt werden: Kugellager, die als Wälzkörper Kugelkugeln verwenden. Zylinderrollenlager, die Zylinderrollenlager verwenden.

Für Lager mit Zylinderrollen lautet die Formel zur Bestimmung der äquivalenten dynamischen Belastung:

= = Fr ∙ V ∙ K b ∙ K T

Die Werte der Koeffizienten X und Y werden abhängig vom Wert des Verhältnisses Fa / V ∙ Fr gewählt. Die axiale Kraft beeinflusst den Wert der äquivalenten Last nicht, solange der Wert des Verhältnisses einen bestimmten Wert des Einflusses der axialen Belastung nicht überschreitet e. Wenn F a / V ≤ Fr ≤ ist e Die Berechnung wird nur für die Wirkung der Radiallast durchgeführt . X = 1, Y = 0. Wenn Fa / V ∙ Fr\u003e e, dann werden X und Y in Nachschlagewerken für eine bestimmte Peilung aufgenommen. Es sei darauf hingewiesen, dass der Koeffizient e für kegel- und kugelgelagerte Schrägkugellager mit Kontaktwinkeln α\u003e 18 ° ist für ein bestimmtes Lager unabhängig von der Last konstant, und für einreihige Kugellager mit einem Kontaktwinkel von 18 ° oder weniger wird abhängig vom Verhältnis F x / C 0 gewählt. Hier ist C o die statische Tragfähigkeit.

Kegelrollenlager, die Kegelrollen verwenden. Pendelrollenlager, die sphärische Zylinder zwischen der inneren und der äußeren Laufbahn verwenden. Bei den meisten Lageranwendungen variiert der Krümmungsradius des Innen- und Außenradius der Laufbahn zwischen 5 und 53% des Walzdurchmessers.

In einigen Anwendungen werden Doppelreihen von Wälzkörpern verwendet, um die radialen Werte zu erhöhen tragfähigkeit Lager. Der Kontaktwinkel für Schrägkugellager überschreitet normalerweise nicht. Sie sind für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb geeignet. Im Vergleich zu Kugellagern sind Rollenlager für schwere Lasten ausgelegt. Sie sind normalerweise fester und bieten eine bessere Lebensdauer als Kugellager gleicher Größe. Die Herstellung eines Wälzlagers ist im Vergleich zu einem Kugellager sehr schwierig.

In einem Radialgleitlager ergibt sich aufgrund der Radialkraft eine zusätzliche axiale Belastung S, deren Wert für Schrägkugellager der Kugel bestimmt wird durch S = er F r und für Kegelrollenlager - S = 0,83 e ∙ Fr. Oben wurde angemerkt, dass Schrägkugellager paarweise installiert sind. Es gibt verschiedene Installationsschemata. Betrachten Sie das am häufigsten verwendete Schema - den Einbau von Lagern mit axialer Fixierung "vraspor".

Kegelrollenlager können große radiale und axiale Lastkombinationen tragen, werden jedoch in der Regel nicht in Hochgeschwindigkeitsanwendungen eingesetzt. Diese gehärteten Stähle sind an der Oberfläche sehr hart geworden. Bei einigen Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, die ein höheres Leistungsübertragungsverhältnis erfordern, werden Siliziumnitridkugeln auf einer Stahlschiene verwendet.

Sie werden Hybridlager oder Keramiklager genannt. Keramikkugeln sind größer als Stahlkugeln; folglich nimmt die Kraft auf die äußere Laufbahn ab. Darüber hinaus sind Keramikkugeln härter, glatter und haben im Vergleich zu Stahlkugeln bessere thermische Eigenschaften. Diese Faktoren führen zu einem schnelleren Verschleiß. keramiklager 10-mal verglichen mit Stahllagern. Lager versagen normalerweise aufgrund von Spritzern auf Rollflächen.

Abbildung 68

Die Enden der Innenringe der Lager liegen an den Flanschen der Welle und die Außenringe der Außenringe an den Elementen der Gehäuseeinheit an. Geben Sie die axiale Gesamtbelastung der Lager mit F a 1 und F a 2 an. Zum einen können diese Kräfte nicht geringer sein als die axialen Komponenten der Radialkräfte, d. H.

F al ≥ S 1, F a 2 ≥S a 2

Gleichzeitig sollten sie nicht weniger als die gesamten äußeren axialen Belastungen der Lager sein:

Der Hauptgrund für diese Zerstörung der Lagerflächen ist die Kontaktermüdung. In der Vergangenheit war es immer schwierig, Kontaktermüdung genau anzugeben. Der dreiachsige Spannungszustand und die nicht stationäre Beziehung zwischen Stress und Stress machen die Vorhersage der Ausdauer sehr schwierig. Daher verwendet die Lagerindustrie umfangreiche empirische Daten zur Haltbarkeit von Lagern. Aktuelle Industriestandards werden in der Mitte des 20. Jahrhunderts verwendet.

Es verwendet Lagerungsdauerdaten, die unter Verwendung der damals verfügbaren Stahl- und Herstellungsverfahren hergestellt wurden. In den letzten 70 Jahren haben sich die Qualität von tragendem Stahl und die Genauigkeit der Produktionsprozesse erheblich verbessert. Dies hat zu einer erheblichen Verbesserung der Tragfähigkeit der Lagerstähle geführt. Daher unterliegen die aktuellen Industriestandards ernsthaft der prognostizierten Lagerlebensdauer für moderne Stähle. Basierend auf den neuesten Ausdauerdaten ist es daher notwendig, die vorhandene Standardlastgleichung für die Lagerauslegung zu ändern. 4 Die aktuellen Kapitel der Studien in den folgenden Abschnitten enthalten eine detaillierte Studie zur Änderung der Standardlastgleichungen, die beim Entwurf von Lagern verwendet werden.

F a1 ≥ F x + S 2, F a2 ≥ S1-F x.

Offensichtlich erfüllt der größere Wert der beiden beide Ungleichungen.

Die Berechnung der Wälzlager für die Dauerhaltbarkeit wird in der folgenden Reihenfolge durchgeführt:

Bestimmen Sie die radialen Stützreaktionen für jede Unterstützung.

Wählen Sie das Layout und die Art des Lagers anhand der Arbeitsbedingungen und der Betriebslasten.

Maschinen, Geräte und deren Betriebsbedingungen

Im Rahmen der Dissertation wurden Elastizitäts- und statistische Analysen durchgeführt, um die Dauerhaftigkeit der Lagerermüdung während der Vorhersage anzupassen. Jüngste Eindringversuche mit Nano weisen darauf hin, dass bei gehärteten Stählen ein Gradient im Volumenanteil von Karbid in der Tiefe des Untergrunds vorhanden ist. Kapitel 2 erläutert die verbesserten Dauereigenschaften des Trägerstahls aufgrund dieses Elastizitätsmoduls. Die numerische Analyse erklärt die Empfindlichkeit der Ermüdungslebensdauer von Lagern gegenüber Änderungen des Elastizitätsmoduls des Laufbahnmaterials.

Wählen Sie je nach Bohrungsdurchmesser der Welle ein bestimmtes Lager aus dem Katalog aus und schreiben Sie d, D, C, C, X, Y, e;

Bestimmen Sie die äquivalente dynamische Belastung der Lager:

= = (X ∙ V ∙ Fr + Y ∙ F a) ∙ K b ∙ K T;

Bestimmen Sie die geschätzte Haltbarkeit des am stärksten belasteten Lagers:

L h = (C / P) p 10 6 / (60 n), Stunde.

und verglichen mit der erforderlichen Haltbarkeit. Wenn lh< L h треб то можно:

Kapitel 3 enthält eine detaillierte statistische Analyseprozedur, die zur Kalibrierung der Lastabwertung für Kugel- und Zylinderrollenlager verwendet wird. Die Kalibrierungsergebnisse unterschieden sich erheblich von den bestehenden Industriestandards. Basierend auf dieser Analyse wird daher empfohlen, die für die Konstruktion von Lagern verwendete Langzeit-Lastgleichung unter Verwendung kalibrierter Werte des Verschleißindikators zu aktualisieren, um die Ermüdungseigenschaften moderner Lagerstähle genau vorherzusagen.

a) Wechseln Sie das Lager in eine schwerere Reihe.

b) ändern Sie die Art des Lagers in mehr Lastheben;

c) den Durchmesser der Welle vergrößern;

d) für kürzere Lebensdauer und Lagerwechsel sorgen.

Berechnung von Wälzlagern für eine bestimmte Ressource

Ausgangsdaten: Fr1, Fr2 - radiale Belastung (Radialreaktion) jeder Lagerung der zwei Wellen, N: F a - externe Axialkraft, die auf die Welle wirkt, N; n ist die Rotationsfrequenz des Rings (in der Regel die Rotationsfrequenz der Welle), U / min; d ist der Durchmesser der Montagefläche der Welle, die dem Anordnungsschema entnommen ist, mm; L sa, L sah - die benötigte Ressource mit der erforderlichen Wahrscheinlichkeit eines fehlerfreien Betriebs des Lagers in Millionen. und ob in der Stunde; Lademodus; Betriebsbedingungen der Lageranordnung (mögliche Überlast, Betriebstemperatur usw.).

Ermüdung wird in der Regel als Bildung in Form von Roll- oder Laufbahnoberflächen beobachtet. Es wurde jedoch beobachtet, dass bei geringen oder mittleren Belastungen die Oberflächen der Laufbahnen die ersten sind als die Rollflächen. Der Beginn des Beginns eines Risses entspricht der Zeit vom Beginn bis zur Bildung von Mikrostrukturrissen in den unterirdischen Schichten. Die Rissausbreitung entspricht der Zeit, die für das Risswachstum von Untergrundschichten zu Oberflächenschichten erforderlich ist. Es wird jedoch berichtet, dass der größte Teil der Lagerlebensdauer verbraucht wird, wenn ein Riss ausgelöst wird.

Die Betriebsbedingungen der Lager sind sehr unterschiedlich und können in Bezug auf kurzzeitige Überlastungen, Betriebstemperatur, Drehung des Innen- oder Außenrings usw. variieren. Der Einfluss dieser Faktoren auf die Leistung der Lager wird berücksichtigt, indem in die Berechnung der äquivalenten dynamischen Last (19) - (22) zusätzliche Faktoren einbezogen werden.

Auswahl der Wälzlager in dieser Reihenfolge durchführen.

1. Bestimmen Sie Art und Anordnung der Lager vorab.

2. Schreiben Sie für das bezeichnete Lager aus dem Katalog folgende Daten:

Für Kugelradial- und Radialanschlag mit einem Kontaktwinkel a<18° значения базовых динамической С r und statische C oder radiale Tragfähigkeit;

Für Winkelkontaktwinkel der Kugel a≥18 ° C rund vom Tisch. 64 Koeffizientenwerte X radial, Y axiale Belastung, axialer Belastungskoeffizient:

Für Kegelrollenwerte C r, Y und е und auch X = 0,4 (Tab. 66).

3. Aus dem Gleichgewichtszustand der Welle und den Bedingungen zur Begrenzung der minimalen axialen Belastungen der Schrägkugellager werden die Axialkräfte F a1, F a2 bestimmt.

4. Für Lager der Kugel radial und radial mit einem Kontaktwinkel radial beständig a<18° по табл. 64 в соответствии с имеющейся информацией находят значения X, Y и е в зависимости от

f 0 F a / C oderoder F a / (izD w 2).

5. Vergleichen Sie das Verhältnis Fa / (VFr) mit dem Koeffizienten e und nehmen Sie schließlich die Werte der Koeffizienten X und Y: Mit Fa / (VFr) ≤ e nehmen Sie X = 1 und Y = 0, mit Fa / (VFr) \u003e e für Lager von kugelförmigen radialen und radial widerstandsfähigen Lagern akzeptieren schließlich die Werte der zuvor aufgezeichneten X- und Y-Koeffizienten (in den Ansprüchen 1 und 4).

Hier ist V der Rotationskoeffizient des Rings: V = 1, wenn sich der innere Lagerring relativ zur Richtung der radialen Last dreht, und V = 1, 2, wenn sich der äußere Ring dreht.

Für zweireihige Kegelrollenlager entsprechen die Werte für X, Y und e der Tabelle. 66

6. Berechnen Sie die äquivalente dynamische Last:

Radial für Kugel radial und Kugel oder Rolle radial beständig

R r=(VXF r + YF a) K B K T (27)

- radial für Rollenradienlager:

P r=FrVKBKT;(28)

- axial für Kugel- und Rollenlager:

P a=FAC B K T (29)

- axial für Kugel- und Rollenlager und Radiallager

P a=(XF r + YF a) K B K T.(30)

Der Wert des Sicherheitsbeiwerts K B nimmt die Tabelle an. 69 und der Temperaturkoeffizient K T - abhängig von der Betriebstemperatur t sklave Lager:

t Sklave ° C	≤100
		1,05	1,10	1,15	1,25	1,35

Art der Ladung		Anwendungsgebiet
		Kinematische Getriebe und Antriebe mit geringer Leistung. Mechanismen der Handkräne, Blöcke. Tali, Katzen, Handwinden. Antriebe steuern
Leichte Zittern; kurzzeitige Überlastungen bis zu 125% der Nennlast	1,0-1,2	Präzisionsgetriebe. Zerspanungsmaschinen (ausgenommen Hobeln, Schlitzen und Schleifen). Gyroskope Kranhebemechanismen Elektrische Hebezeuge und Einschienenbahnwagen. Mechanisch angetriebene Winden. Elektromotoren mit niedriger und mittlerer Leistung. Leichte Lüfter und Gebläse
Leichte Zittern; Vibrationsbelastung; kurzzeitige Überlastungen bis zu 150% der Nennlast	1,3-1,5	Gears Getriebe aller Art. Bewegungsmechanismen von Kranwagen und Drehkränen. Achsschienenfahrzeuge. Kranrotationsmechanismen
Dasselbe gilt bei erhöhter Zuverlässigkeit	1,5-1,8	Mechanismen zum Wechseln des Kranauslegers. Schleifspindeln. Elektrische Spindeln.
Belastungen mit erheblichen Stößen und Vibrationen; kurzzeitige Überlastungen bis zu 200% der Nennlast	1,8-2,5	Gears Brecher und Kopra. Kurbelmechanismus. Walzen und Walzwerke. Leistungsstarke Lüfter und Absauger
Laden mit harten Stößen; kurzzeitige Überlastungen bis zu 300% der Nennlast	2,5-3,0	Schwere Schmiedemaschinen. Sägegestelle. Arbeitsrollenförderer von Großmühlen, Ausblühen und Brammen. Kühlgeräte

Lager mit spezieller stabilisierender Wärmebehandlung aus hitzebeständigen Stählen werden für den Betrieb bei erhöhten Temperaturen eingesetzt. Berechnen Sie für Lager mit variablen Lastbedingungen, die sich aus dem Lastzeitrahmen und den diesen Lasten entsprechenden Drehfrequenzen ergeben (Abb. 27), die äquivalente dynamische Last bei variablen Lastbedingungen

wo I und L i - konstante äquivalente Last (radial oder axial) im i-ten Modus und deren Dauer in Millionen Vol. Wenn L i in h-L hi angegeben ist, wird es in ppm neu berechnet. unter Berücksichtigung der Drehzahl n i, rpm:

Wenn die Lagerbelastung linear abweicht P min bis P max, dann die äquivalente dynamische Last

Abb. 27.Anrechnung von Lasten und Geschwindigkeiten

Es ist bekannt, dass die Betriebsmodi von Maschinen mit variabler Last auf sechs typische Lademodi reduziert werden (siehe GOST 21354-87). Getriebe verzahntes zylindrisches Evolventenverzahnung. Berechnung der Stärke): 0 - permanent; Ich - schwer; II - zum Durchschnitt gleich wahrscheinlich; III - durchschnittlich normal; IV - Licht; V - besonders einfach.

Für Lager der Lager der Getriebewellen, die unter typischen Belastungsbedingungen arbeiten, werden die Berechnungen zweckmäßigerweise mit dem Äquivalenzverhältnis K E durchgeführt:

Betriebsmodus
			0,63	0,56

In diesem Fall finden die bekannten maximalen, lang wirkenden Kräfte Fr1max, Fr2max, Famax (entsprechend dem Maximum des langwirkenden Drehmoments) äquivalente Lasten:

von die gemäß Absatz. 2-6 berechnen die Lager unter konstanter Belastung.

7. Bestimmen Sie die berechnete Lagerlebensdauer, h:

(31)

wobei C die dynamische Grundtragfähigkeit ist (radiales Cr oder axiales C a), H; - äquivalente dynamische Last (radial r r oder axial und bei variablem Lademodus oder Еа), N; k - Exponent: k für Kugellager und k = 10/3 für Wälzlager; n ist die Frequenz der Drehung des Rings, U / min; a 1 ist der Koeffizient, der die Ressource in Abhängigkeit von der erforderlichen Zuverlässigkeit korrigiert (Tabelle 68); und 23 ist der Koeffizient, der die gemeinsame Wirkung der besonderen Eigenschaften des Lagers und seiner Betriebsbedingungen auf die Ressource charakterisiert (Tabelle 70).

Die Lebensdauer der Basisausführung wird durch die Ergebnisse von Lagerprüfungen an Spezialmaschinen und unter bestimmten Bedingungen bestätigt, die durch das Vorhandensein eines hydrodynamischen Ölfilms zwischen den Kontaktflächen der Ringe und das Fehlen erhöhter Verzerrungen der Lagerringe gekennzeichnet sind. Bei tatsächlichen Betriebsbedingungen sind Abweichungen von diesen Bedingungen möglich, was ungefähr ist o schätzen ein Faktor von 23.

Bei der Wahl des Koeffizienten a 23 unterscheiden sich folgende Einsatzbedingungen des Lagers:

1 - konventionell (das Material ist gewöhnlich schmelzbar, das Vorhandensein von Verzerrungen der Ringe, das Fehlen eines zuverlässigen hydrodynamischen Ölfilms, das Vorhandensein von Fremdpartikeln darin);

2 - gekennzeichnet durch das Vorhandensein eines elastischen hydrodynamischen Ölfilms im Kontakt der Ringe und Wälzkörper (Parameter Δ ≥ 2,5); Fehlen erhöhter Verzerrungen im Knoten; gewöhnlicher Stahl;

3 - das Gleiche wie in Anspruch 2, aber die Ringe und Wälzkörper sind durch Elektroschlacke oder Vakuumlichtbogenumschmelzen aus Stahl hergestellt.

Lager	Die Werte des Koeffizienten a 23 für die Verwendungsbedingungen
Lager
Kugel (außer Kugel)	0,7 ... 0,8	1,2 ... 1,4
Roller mit zylindrischen Rollen, Kugelkugel zweireihig	0,5 ... 0,6	1,0... 1,2
Walze verjüngt	0,6 ... 0,7	1,1 ... 1,3
Pendelrolle zweireihig	0,3 ... 0,4	0,8 ... 1,0

Maschinen, Geräte und deren Betriebsbedingungen	Ressource, h
Geräte und Geräte, die regelmäßig verwendet werden (Demonstrationsgeräte, Haushaltsgeräte, Geräte)	300 ... 3000
Mechanismen für kurze Zeit (landwirtschaftliche Maschinen, Kräne in Montagewerken, Leichtförderer, Baumaschinen und Mechanismen, Elektrohandwerkzeuge)	3000 ...8000
Zuständige Mechanismen, die intermittierend arbeiten (Hilfsmechanismen in Kraftwerken, Förderbänder für die Massenproduktion, Aufzüge, selten verwendete Metallbearbeitungsmaschinen)	8000 ... 12000
Maschinen für die Einschichtarbeit mit Teillast (stationäre Elektromotoren, Getriebe für den allgemeinen industriellen Einsatz)	10000 ... 25000
Vollschichtbetriebene Maschinen in einer Schicht (allgemeine Maschinen, Kräne, Lüfter, Nockenwellen, Förderbänder, Druckgeräte)	25000
Maschinen für den Einsatz rund um die Uhr (Kompressoren, Minenhubwerke, stationäre elektrische Maschinen, Schiffsantriebe, Textilausrüstung)	≥40000
Kontinuierlich arbeitende Maschinen mit hoher Last (Ausrüstung von Papierfabriken, Kraftwerken, Minenpumpen, Ausrüstung von Handelsschiffen, Drehrohröfen)	100000

Hier ist Δ der Schmiermodusparameter, der den hydrodynamischen Modus der Lagerschmierung (relative Dicke des Schmierfilms) charakterisiert.

Die Formeln für die Berechnung der Ressource gelten bei Geschwindigkeiten über 10 U / min bis zum Grenzwert im Katalog und auch bei P r (oder P a) und bei variablen Lasten R max (oder Amax) nicht über 0,5 C r (oder 0,5 Ca) liegen.

8. Bewerten Sie die Eignung der vorgesehenen Lagergröße. Die Peilung ist geeignet, wenn die geschätzte Ressource größer oder gleich dem erforderlichen Wert ist:

L sah ≥ sah′.

In einigen Fällen sind zwei identische radiale oder radial widerstandsfähige einreihige Lager, die eine Lagereinheit bilden, in einem Träger installiert. In diesem Fall wird ein Lagerpaar als ein zweireihiges Lager betrachtet. Bei der Ermittlung der Ressource anhand der Formel S. 7 anstelle von C r Ersetzen Sie die grundlegende dynamische radiale Tragfähigkeit des C-Lagersatzes aus zwei Lagern: für Kugellager mit einer Last von 1,625 Cr, für Rollenlager mit einer Last von 1,714 Cr. Die statische radiale Grundlast eines solchen Satzes entspricht der doppelten Nennlast eines einreihigen Lagers C 0rcum = 2C 0r.

Bei der Ermittlung der Ersatzlast P r Die Werte der Koeffizienten X und Y gelten für zweireihige Lager: für Kugellager gemäß Tabelle. 64; für Rollenlager - laut Tabelle. 66

Beispiel 1 Wählen Sie Wälzlager für die Lagerung der Abtriebswelle des zylindrischen Getriebes (Abb. 28). Wellendrehzahl n = 120 U / min Die benötigte Ressource mit einer Ausfallwahrscheinlichkeit von 90%: L 10ah '= 25000h. Der Durchmesser der Montagefläche der Welle ist d = 60mm. Maximale, lang wirkende Kräfte: Fr1max = 6400 ½, Fr2m = 6400 ½, F Amax = 2900H. Lademodus - II (mittelwertig). Kurzfristige Überlastungen bis zu 150% der Nennlast sind möglich. Die Lagerbedingungen sind normal. Erwartete Arbeitstemperatur t p ab= 50 ° C

Die Entscheidung 1. Für einen variablen typischen Lademodus II ist der Äquivalenzfaktor K E = 0,63 (siehe Abschnitt 6).

Wir berechnen die äquivalente Last, was zu einem variablen Lademodus der äquivalenten Konstante führt:

Fr1 = KEFr1 max = 0,63 6400 = 4032 ½;

Abb. 28. Berechnungsschema für Beispiel 1

Fr2 = KEFr2max = 0 63 6400 = 4032H;

F A = KE F Amax = 0,63 · 2900 = 1827N.

2. Radialkugellager einfach vorbelegen ce rii 212. Lagerinstallationsschema: 2a (vgl. Abb. 24) - beide Befestigungsstützen; Jeder blockiert die Welle in eine Richtung.

3. Für akzeptierte Lager im Katalog finden Sie: C r= 52000½, С oder = 31000H, d = 60 mm, D = 110 mm, D w = 15,88 mm.

4. Für Radialkugellager ist der Zustand des Wellengleichgewichts F a1 = F A = 1827H, F a2 = 0. Weitere Berechnungen werden für die stärker belasteten Lager 1 durchgeführt.

5. Laut Tabelle. 58 für Beziehungen D w cos a/ Dpw = 15,88cos0 ° / 85 = 0,19 finden wir den Wert f 0 = 14,2; hier ist Dpw = 0,5 (d + D) = 0,5 (60 + 110) = 85 mm. Weiter auf dem Tisch. 64 bestimmen wir den Wert des Koeffizienten e für das Verhältnis f 0 F a1 / С o r= 14,2 × 1827/31000 = 0,837: e = 0,27.

Das Verhältnis Fa / Fr = 1827/4032 = 0,45 ist größer als e = 0,27. Laut Tabelle. 64 für das Verhältnis f 0 F a1 / C oder = 0,837 gilt X = 0,56, Y = 1,64.

7. äquivalente dynamische Radiallast durch die Formel (27) mit V = 1 (Drehung des Innenrings); K B = 1,4 (siehe Tab. 69); K T = 1 ( t sklave<100°С)

R r= (1 · 0,56 · 4032 + 1,64 · 1827) 1,4 · 1 = 7356 ½.

8. Die berechnete angepasste Lagerlebensdauer gemäß der Formel (31) mit A 1 = 1 (die Wahrscheinlichkeit eines störungsfreien Betriebs beträgt 90%, Tabelle 68) und 23 = 0,7 (übliche Einsatzbedingungen, Tabelle 70), k = 3 (Kugellager) )

9. Da die geschätzte Ressource größer ist als die erforderliche Menge: L 10ah\u003e L 10ah '(34344\u003e 25000), ist das vorab bezeichnete Lager 212 geeignet. Mit der erforderlichen Ressourcensicherheit von über 90%.

Beispiel 2 Wählen Sie die Lager für die Lager der Welle des Antriebs des Kettenförderers (Abb. 29). Wellendrehfrequenz n = 200 U / min Benötigte Ressource mit einer Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit von 90%:

L 10ah '= 20000h. Der Durchmesser der Montagefläche der Welle ist d = 45mm. Die maximalen, lang wirkenden Kräfte sind: F r1max = 9820 ½, F r2max = 8040 ½, F Amax = 3210 ½. Lademodus - III (mittel normal). Kurzfristige Überlastungen bis zu 150% der Nennlast sind möglich. Die Lagerbedingungen sind normal. Erwartete Arbeitstemperatur t sklave= 45 ° C

Die Entscheidung 1. Für einen variablen typischen Lademodus III ist der Äquivalenzfaktor K E = 0,56 (siehe Abschnitt 6).

äquivalent zu permanent:

2. Kegelrollenlager der leichten Baureihe - 7209A vorbelegen. Lagerinstallationsschema: 2a (siehe Abb. 24) - beide Befestigungsstützen: jeweils zur Fixierung der Welle in einer Richtung.

R= 62700H, e = 0,4, Y = 1,5.

4. Minimale Axialkräfte, die für den normalen Betrieb von Schrägkugellagern erforderlich sind:

Fig. 29. Berechnungsschema für Beispiel 2

Nehmen wir an, F a1 - F a1min = 1826Н; dann folgt aus dem Gleichgewichtszustand der Welle: F a2 = F a1 + F A = 1826 + 1798 = 3624½, was mehr ist - F a2min = 1495H, daher werden die axialen Reaktionen der Träger korrekt gefunden.

Das Verhältnis F a1 / F r1 = 1826/5499 = 0,33 ist kleiner als e = 0,4. Dann für Support 1: X = 1, Y = 0.

Das Verhältnis F a2 / F r2 = 3624/4502 = 0,805 ist größer als e = 0,4. Dann für Support 2: X = 0,4, Y = 1,5.

6. äquivalente dynamische Radiallast für Lager mit V = 1; K B = 1,4 (siehe Tabelle 69) und K T = 1 ( t sklave<100°С) в опорах 1 и 2.

7. Für ein Lager mit stärker belastetem Lager 2 berechnen wir mit der Formel (31) die berechnete korrigierte Ressource bei 1 1 = 1 (die Wahrscheinlichkeit eines fehlerfreien Betriebs beträgt 90%, Tabelle 68), a 23 = 0,6 (übliche Einsatzbedingungen, Tabelle 70) und k = 10/3 (Rollenlager)

8. Da die geschätzte Ressource mehr als die erforderliche Menge ist: L 10ah\u003e L 10ah '(21622\u003e 20000), ist das vorab bezeichnete Lager 7209A geeignet. Mit der erforderlichen Ressource ist die Zuverlässigkeit etwas höher als 90%.

Beispiel 3 Wählen Sie Lager für die Schneckenwellenlager (Abb. 30). Wellendrehzahl von 920 U / min Benötigte Ressource mit einer Verfügbarkeitswahrscheinlichkeit von 90%:

L 10ah '= 2000h. Der Durchmesser der Montagefläche der Welle ist d = 30 mm. Die maximalen, lang wirkenden Kräfte: Fr1 max = 1000N, Fr2 max = 1200N, F Amax = 2200H.

Abb. 30. Berechnungsschema für Beispiel 3

Lademodus - 0 (konstant). Kurzfristige Überlastungen bis zu 150% der Nennlast sind möglich. Die Lagerbedingungen sind normal. Erwartete Arbeitstemperatur t sklave= 65 ° C

Die Entscheidung 1. Für einen typischen Lademodus 0 ist der Äquivalenzfaktor K E = 1,0.

Berechnen Sie die äquivalente Last:

2. Kugellager der leichten Reihe - 36206 vorgeben, Kontaktwinkel α = 12 °. Lagerinstallationsschema: 2a (siehe Abb. 24) - beide Befestigungsstützen; Jeder blockiert die Welle in eine Richtung.

3. Für akzeptierte Lager aus dem Katalog finden Sie: C r= 22000 ½, С oder = 12000 ½, d = 30 mm, D = 62 mm, D w = 9,53 mm.

4. Die für den Normalbetrieb der Schrägkugellager erforderlichen Mindestkraftkräfte gemäß den Formeln (24), (25):

für Unterstützung 1

Wir finden die axialen Kräfte, die die Lager belasten.

Wir nehmen F a1 = F a1min = 347H, dann folgen die Wellengleichgewichtsbedingungen: F a2 = F a1 + F A = 347 + 2200 = 2547H, was größer als F a2min = 431H ist, daher werden die axialen Reaktionen der Träger korrekt gefunden.

5. Weitere Berechnungen werden mit mehr geladenen Stützen durchgeführt. 2. Nach Tabelle. für das Verhältnis D w cos α / D pw = 9,53 × cos12 ° / 46 = 0,2 finden wir den Wert f 0 = 14, hier D pw = 0,5 (d + D) = 0,5 (30 + 62) = 46. Weiter auf dem Tisch. 64 wir bestimmen den Wert des Koeffizienten e für die Beziehungen f 0 iF a2 / Mit oder= 14 · 1 · 2547/12000 = 2,97: e = 0,49 (bestimmt durch lineare Interpolation für Zwischenwerte von "relativ" axiale Belastung"und der Kontaktwinkel.) Das Verhältnis F a2 / F r2 = 2547/1200 = 2,12, was größer als e = 0,49 ist. Dann für den Träger (Tabelle 64): X = 0,45; Y = 1,11 ( bestimmte lineare Interpolation für Werte "relative axiale Belastung" 2.1 und Kontaktwinkel von 12 °).

6. Äquivalente dynamische Radiallast nach der Formel (27) mit V = 1, Á = 1,3 (siehe Tab. 69) und = = 1 ( t sklave<100°С)

7. Berechnete korrigierte Ressource mit A 1 = 1 (die Wahrscheinlichkeit eines störungsfreien Betriebs beträgt 90%, Tabelle 68) und 23 = 0,7 (übliche Einsatzbedingungen, Tabelle 70) und k = 3 (Kugellager).

8. Da die geschätzte Ressource mehr als die erforderliche Menge ist: L 10ah\u003e L10ah '(2317\u003e 2000), ist das vorab bezeichnete Lager 36206 geeignet. Mit der erforderlichen Ressource ist die Zuverlässigkeit etwas höher als 90%.

Beispiel 4 Berechnen Sie die berechnete Lebensdauer der Wälzkegellager 1027308A der Halterung für die Schneckenwelle (Abb. 31). Wellendrehfrequenz n = 970 U / min 95% Betriebszeit. Maximale, lang wirkende Kräfte: Frmax = 3500½, F Amax = 5400½. Lademodus - ich (schwer). Kurzfristige Überlastungen bis zu 150% der Nennlast sind möglich. Die Lagerbedingungen sind normal. Erwartete Arbeitstemperatur t sklave= 85 ° C

Die Entscheidung 1. Für einen variablen typischen Lademodus I beträgt der Äquivalenzkoeffizient K E = 0,8 (siehe Abschnitt 6).

Wir berechnen die äquivalente Last, die zu einem variablen Lademodus führt äquivalent zu permanent:

2. Für ein Kegelrollenlager mit einem großen Kegelwinkel - Referenznummer 1027308A- gemäß Katalog C r= 69300H, e = 0,83.

3. Die Lagereinheit des Fixierlagers der Schnecke wird durch zwei identische kegelige Wälzlager gebildet, die als eins betrachtet werden zweireihiges Lagerbeladen mit Fr und Fa = FA. Für einen Satz von zwei Rollenlagern haben wir C r Summe= 1,714 R = 1,714 · 69300 = 118780½.

Das Verhältnis F a / Fr = 4320/2800 = 1,543 ist größer als e = 0,83. Bestimmen Sie den Wert des Kontaktwinkels α (Tab. 66):

α= arctg (e / 1,5) = arctg (0,83 / 1,5) = 28,96 °.

Dann für ein zweireihiges Rollenwinkellager:

X = 0,67;

Y = 0,67ctgα = 0,67ctg28,96º = 1,21.

5. äquivalente dynamische Radiallast durch die Formel (27) mit V = 1; K B = 1,4; K T = 1

6. Geschätzte angepasste Ressource: a 1 = 0,62 (die Wahrscheinlichkeit eines störungsfreien Betriebs beträgt 95%, Tabelle 68) und 23 = 0,6 (Tabelle 70) und k = 10/3 (Wälzlager)