Wybierz promieniowe łożysko kulkowe do łożysk tocznych. Teoria maszyn i mechanizmów

Obliczanie łożysk tocznych dla danego zasobu

Dane źródłowe:  F r1, F r2 - obciążenie promieniowe (reakcja promieniowa) każdego podparcia wału z dwoma podporami, N: F a - zewnętrzna siła osiowa działająca na wał, N; n- częstotliwość obrotów pierścienia (z reguły częstotliwość obrotów wału), rpm; d jest średnicą powierzchni lądowania szybu, która pochodzi ze schematu układu, mm; L "sa, L" sah - wymagany zasób z niezbędnym prawdopodobieństwem bezawaryjnej pracy łożyska, odpowiednio, w milionach obr. i czy w godz .; tryb ładowania; warunki pracy zespołu łożyskowego (możliwe przeciążenie, temperatura robocza itp.).

Warunki pracy łożysk są bardzo zróżnicowane i mogą różnić się wielkością krótkotrwałych przeciążeń, temperaturą roboczą, obrotem pierścienia wewnętrznego lub zewnętrznego itp. Uwzględniono wpływ tych czynników na działanie łożysk poprzez wprowadzenie dodatkowych czynników do obliczania równoważnego obciążenia dynamicznego (19) - (22).

Dobór łożysk tocznych  wykonać w tej kolejności.

1. Przypisz wstępnie typ i rozmieszczenie łożysk.

2. W przypadku wyznaczonego łożyska z katalogu wypisane są następujące dane:

Dla kulkowych promieniowych i kątowych kątów zwilżania a<18° значения базовых динамической С  r  oraz statyczne nośności promieniowe С о;

W przypadku kątowych kątów zwilżania kuli wartość a ≥18 ° C   ri ze stołu. 64 wartości współczynników X obciążenia promieniowego, Y osiowego, współczynnika obciążenia osiowego:

Dla wartości walca stożkowego C   r, Y i e, a także przyjmujemy X \u003d 0,4 (tabela 66).

3. Od stanu równowagi wału i warunku ograniczenia poziomu minimalnego obciążenia osiowe  siły osiowe F a1, F a2 określa się na łożyskach skośnych.

4. Do łożysk kulkowych poprzecznych, a także łożysk kulkowych skośnych o kącie działania a<18° по табл. 64 в соответствии с имеющейся информацией находят значения X, Y и е в зависимости от

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

5. Porównaj stosunek F a / (VF r) ze współczynnikiem e i na końcu weź wartości współczynników X i Y: dla F a / (VF r) ≤e, weź X \u003d 1 i Y \u003d 0, dla F a / (VF r) \u003e e dla łożysk kulkowych styk promieniowy i kątowy ostatecznie akceptuje wartości współczynników X i Y zapisane wcześniej (w ust. 1 i 4).

Tutaj V jest współczynnikiem obrotu pierścienia: V \u003d 1 podczas obracania pierścienia wewnętrznego łożyska w stosunku do kierunku obciążenia promieniowego i V \u003d 1,2 podczas obracania pierścienia zewnętrznego.

W przypadku dwurzędowych łożysk stożkowych wartości X, Y i e są zgodne z tabelą. 66

6. Oblicz równoważne obciążenie dynamiczne:

Promieniowy dla kulkowego styku promieniowego i kulkowego lub rolkowego

P.   r=(VXF r + YF a) K B K T; (27)

- promieniowy do łożysk tocznych:

P r=F r V K B K T;(28)

- osiowe dla łożysk kulkowych i wałeczkowych wzdłużnych:

P.  ale=FaK BK T (29)

- osiowe do łożysk kulkowych i wałeczkowych wzdłużnych

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

Wartość współczynnika bezpieczeństwa K B przyjmuje się zgodnie z tabelą. 69 oraz współczynnik temperaturowy KT - w zależności od temperatury roboczej t slave  mając:

Do pracy w podwyższonych temperaturach stosuje się łożyska ze specjalną stabilizującą obróbką cieplną ze stali żaroodpornej. W przypadku łożysk pracujących w zmiennych warunkach obciążenia określonych sekwencją obciążenia i częstotliwościami obrotowymi odpowiadającymi tym obciążeniom (ryc. 27) równoważne obciążenie dynamiczne oblicza się w trybie obciążenia zmiennego

gdzie P i i L i - stałe obciążenie równoważne (promieniowe lub osiowe) w trybie i-tym i czas jego działania w milionach obr. Jeśli L i jest podane w h-L hi, to jest liczone w milionach obj. biorąc pod uwagę prędkość obrotową n i, rpm:

Jeśli obciążenie łożyska zmienia się liniowo od P min   do P max, a następnie równoważnego obciążenia dynamicznego

Ryc. 27. Przybliżenie obciążeń i prędkości

Wiadomo, że tryby pracy maszyn ze zmiennym obciążeniem są zredukowane do sześciu typowych trybów ładowania (patrz GOST 21354-87.  Koła zębate cylindryczne ewolwentowe uzębienie zewnętrzne. Obliczanie siły): 0 - stała; I - surowy; II - średni sprzęt; III - średnia normalna; IV - do płuc; V - szczególnie lekki.

W przypadku łożysk łożysk wałów zębatych pracujących w typowych warunkach obciążenia wygodnie jest wykonać obliczenia przy użyciu współczynnika równoważności K E:

W tym przypadku, zgodnie ze znanymi maksymalnymi siłami długo działającymi F r1max, F r2 max, F Amax (odpowiadającymi maksimum momentu długo działającego) znaleźć równoważne obciążenia:

przez który zgodnie z 2-6 oblicz łożyska, przy stałym obciążeniu.

7. Określić obliczoną trwałość łożyska, skorygowaną o poziom niezawodności i warunki zastosowania, h:

(31)

gdzie C jest podstawową nośnością dynamiczną (promieniową C r lub osiową C a), N; P jest równoważnym obciążeniem dynamicznym (promieniowym P r lub osiowym oraz ze zmiennym trybem obciążenia lub P Ea), N; k - wykładnik: k dla kuli i k \u003d 10/3 dla łożysk tocznych; n oznacza częstotliwość obrotu pierścienia, rpm; a 1 to współczynnik korygujący zasób w zależności od niezbędnej niezawodności (tabela 68); oraz 23 - współczynnik charakteryzujący łączny wpływ na zasób specjalnych właściwości łożyska i jego warunków pracy (tabela 70).

Podstawową trwałość obliczeniową potwierdzają wyniki badań łożysk na specjalnych maszynach i w określonych warunkach, charakteryzujących się obecnością warstwy hydrodynamicznej oleju między powierzchniami styku pierścieni i brakiem zwiększonych zniekształceń pierścieni łożyskowych. W rzeczywistych warunkach pracy możliwe są odchylenia od tych warunków, co jest w przybliżeniu doceniam  współczynnik a 23.

Wybierając współczynnik a 23, rozróżnij następujące warunki użytkowania łożyska:

1 - konwencjonalny (materiał przez konwencjonalne topienie, obecność zniekształceń pierścieni, brak niezawodnej warstwy hydrodynamicznej oleju, obecność w nim obcych cząstek);

2 - znamienny obecnością elastycznej warstwy hydrodynamicznej oleju w styku pierścieni i elementów tocznych (parametr ≥ ≥2,5); brak zwiększonych zniekształceń w węźle; stal konwencjonalna;

3 - to samo co w zastrzeżeniu 2, ale pierścienie i elementy toczne są wykonane ze stali elektrożużlowej lub przetapiania łukiem próżniowym.

Tutaj Δ - parametr trybu smarowania - charakteryzuje hydrodynamiczny tryb smarowania łożyska (względna grubość filmu smarowego).

Wzory obliczania zasobów obowiązują przy prędkościach obrotowych powyżej 10 rpm do wartości granicznej zgodnie z katalogiem, a także jeśli P r (lub Pa) i przy zmiennych obciążeniach P rmax  (lub P amax) nie przekraczają 0,5C r (lub 0,5Ca).

8. Oceń przydatność zamierzonego rozmiaru łożyska. Łożysko jest odpowiednie, jeśli szacowana żywotność jest większa lub równa wymaganemu:

L sah ≥L sah′.

W niektórych przypadkach dwa identyczne łożyska jednorzędowe promieniowe lub kątowe, tworzące jeden zespół łożyskowy, są zainstalowane w jednym łożysku. W takim przypadku parę łożysk uważa się za jedno łożysko dwurzędowe. Przy określaniu zasobu zgodnie ze wzorem w klauzuli 7 zamiast C r  zastąp podstawową dynamiczną nośność promieniową C suma zestawu dwóch łożysk: dla łożysk kulkowych C suma \u003d 1625 Cr, dla łożysk tocznych C suma \u003d 1714 Cr. Podstawowa statyczna nośność promieniowa takiego zestawu jest równa dwukrotności nominalnej nośności jednego łożyska jednorzędowego C 0rcum \u003d 2C 0r.

Przy określaniu obciążenia równoważnego P r  wartości współczynników X i Y przyjmuje się jak dla łożysk dwurzędowych: dla łożysk kulkowych zgodnie z tabelą. 64; do łożysk tocznych - zgodnie z tabelą. 66

Przykład 1  Wybierz łożyska toczne dla łożysk wału wyjściowego przekładni czołowej (ryc. 28). Częstotliwość obrotu wału n \u003d 120 rpm. Wymagany zasób z prawdopodobieństwem czasu działania wynoszącym 90%: L 10ah ′ \u003d 25000h. Średnica powierzchni osadzenia wału d \u003d 60 mm. Maksymalne siły długo działające: F r1max \u003d 6400Н, F r2max \u003d 6400Н, F Amax \u003d 2900H. Tryb ładowania to II (średnio możliwy do wyposażenia). Możliwe są krótkotrwałe przeciążenia do 150% obciążenia znamionowego. Warunki łożyskowania są normalne. Oczekiwana temperatura pracy t p ab\u003d 50 ° C.

Rozwiązanie 1. Dla zmiennej typowego trybu obciążenia II współczynnik równoważności K E \u003d 0,63 (patrz pkt 6).

Obliczamy obciążenia równoważne, ustawiając naprzemienny tryb ładowania na równoważną stałą:

F r1 \u003d K E F r1 max \u003d 0,63 · 6400 \u003d 4032 H;

Ryc. 28. Schemat projektu na przykład 1

F r2 \u003d K E F r2max \u003d 0 , 636400 \u003d 4032H;

F A \u003d K E F Amax \u003d 0,63 2900 \u003d 1827N.

2. Wstępnie przypisz piłkę promieniową lekkie łożyska ce ri  212. Schemat montażu łożyska: 2a (patrz rys. 24) - oba łożyska są zablokowane; każdy mocuje wałek w jednym kierunku.

3. W przypadku łożysk w katalogu znajdujemy: C   r\u003d 52000 N, z lub \u003d 31000 H, d \u003d 60 mm, D \u003d 110 mm, D w \u003d 15,88 mm.

4. W przypadku łożysk kulkowych zwykłych, od stanu równowagi wału następuje F a1 \u003d F A \u003d \u200b\u200b1827N, F a2 \u003d 0. Dalsze obliczenia są wykonywane dla bardziej obciążonego łożyska podpory 1.

5. Zgodnie z tabelą. 58 dla relacji D w cos ale/ Dpw \u003d 15,88cos0 ° / 85 \u003d 0,19 znajdujemy wartość f 0 \u003d 14,2; tutaj Dpw \u003d 0,5 (d + D) \u003d 0,5 (60 + 110) \u003d 85 mm. Dalej na stole. 64 określ wartość współczynnika e dla stosunku f 0 F a1 / С о r\u003d 14,2 × 1827/31000 \u003d 0,837: e \u003d 0,27.

6. Stosunek F a / F r \u003d 1827/4032 \u003d 0,45, czyli więcej niż e \u003d 0,27. Zgodnie z tabelą 64 dla stosunku f 0 F a1 / C lub \u003d 0,837 przyjmujemy X \u003d 0,56, Y \u003d 1,64.

7. Równoważne dynamiczne obciążenie promieniowe zgodnie ze wzorem (27) przy V \u003d 1 (obrót pierścienia wewnętrznego); K B \u003d 1,4 (patrz tabela 69); K T \u003d 1 ( t slave<100°С)

P. r\u003d (1 · 0,56 · 4032 + 1,64 · 1827) 1,4 · 1 \u003d 7356Н.

8. Obliczona skorygowana żywotność łożyska według wzoru (31) przy 1 \u003d 1 (prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracy 90%, tab. 68) i 23 \u003d 0,7 (normalne warunki użytkowania, tab. 70), k \u003d 3 (łożysko kulkowe )

9. Ponieważ żywotność obliczeniowa jest większa niż wymagana: L 10ah\u003e L 10ah ′ (34344\u003e 25000), poprzednio przypisane łożysko 212 jest odpowiednie. Przy wymaganym zasobie niezawodność wynosi ponad 90%.

Przykład 2  Wybierz łożyska dla łożysk wału przekładni napędowej przenośnika łańcuchowego (rys. 29). Prędkość obrotowa wału n \u003d 200 obr / min. Wymagany zasób z prawdopodobieństwem czasu sprawności 90%:

L 10ah ′ \u003d 20000 godz. Średnica powierzchni osadzenia wału d \u003d 45 mm. Maksymalne siły długo działające: F r1max \u003d 9820Н, F r2max \u003d 8040Н, F Amax \u003d 3210Н. Tryb ładowania to III (średnio normalny). Możliwe są krótkotrwałe przeciążenia do 150% obciążenia znamionowego. Warunki łożyskowania są normalne. Oczekiwana temperatura pracy t slave\u003d 45 ° C.

Rozwiązanie 1. Dla zmiennej typowego trybu obciążenia III współczynnik równoważności K E \u003d 0,56 (patrz punkt 6).

równoważne  stały:

2. Wstępnie przypisz łożyska stożkowe lekkiej serii - 7209A. Schemat montażu łożyska: 2a (patrz rys. 24) - oba łożyska są zablokowane: każde mocuje wał w jednym kierunku.

R\u003d 62700 H, e \u003d 0,4, Y \u003d 1,5.

4. Minimalne siły osiowe niezbędne do normalnej pracy łożysk skośnych:

Ryc. 29. Schemat projektu na przykład 2

Niech F a1 –F a1min \u003d 1826Н; następnie ze stanu równowagi wału wynika: F a2 \u003d F a1 + F A \u003d \u200b\u200b1826 + 1798 \u003d 3624Н, co więcej - F a2min \u003d 1495Н, dlatego reakcje osiowe podpór zostały znalezione poprawnie.

5. Stosunek F a1 / F r1 \u003d 1826/5499 \u003d 0,33, czyli mniej niż e \u003d 0,4. Następnie dla wsparcia 1: X \u003d 1, Y \u003d 0.

Stosunek F a2 / F r2 \u003d 3624/4502 \u003d 0,805, czyli więcej niż e \u003d 0,4. Następnie dla wsparcia 2: X \u003d 0,4, Y \u003d 1,5.

6. Równoważne dynamiczne obciążenie promieniowe dla łożysk przy V \u003d 1; K B \u003d 1,4 (patrz tabela 69) i K T \u003d 1 ( t slave<100°С) в опорах 1 и 2.

7. Dla łożyska cięższego łożyska 2 obliczamy, zgodnie ze wzorem (31), obliczoną skorygowaną żywotność dla 1 \u003d 1 (prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracy 90%, tabela 68), 23 \u003d 0,6 (normalne warunki użytkowania, tabela 70) i k \u003d 10/3 (łożysko wałeczkowe)

8. Ponieważ szacowana żywotność jest większa niż wymagana: L 10ah\u003e L 10ah ′ (21622\u003e 20 000), odpowiednie jest wcześniej przypisane łożysko 7209A. Przy wymaganym zasobie niezawodność jest nieco wyższa niż 90%.

Przykład 3  Wybierz łożyska dla wsporników wału ślimakowego (rys. 30). Częstotliwość obrotu wału wynosi 920 obr / min. Wymagany zasób z prawdopodobieństwem czasu sprawności 90%:

L 10ah ′ \u003d 2000 godz. Średnica powierzchni osadzenia wału d \u003d 30 mm. Maksymalne siły długo działające: F r1 max \u003d 1000Н, F r2 max \u003d 1200Н, F Amax \u003d 2200Н.

Ryc. 30. Schemat projektu na przykład 3

Tryb ładowania wynosi 0 (stały). Możliwe są krótkotrwałe przeciążenia do 150% obciążenia znamionowego. Warunki łożyskowania są normalne. Oczekiwana temperatura pracy t slave\u003d 65 ° C.

Rozwiązanie 1. Dla typowego trybu ładowania 0 współczynnik równoważności K E \u003d 1,0.

Obliczamy obciążenie równoważne:

2. Wstępnie przypisać łożyska kulkowe skośne szeregowe - 36206, kąt działania α \u003d 12 °. Schemat montażu łożyska: 2a (patrz rys. 24) - oba łożyska są zablokowane; każdy mocuje wałek w jednym kierunku.

3. Dla przyjętych łożysk z katalogu znajdujemy: C   r\u003d 22000 N, C lub \u003d 12000 N, d \u003d 30 mm, D \u003d 62 mm, D w \u003d 9,53 mm.

4. Minimalne siły osiowe niezbędne do normalnej pracy łożysk skośnych zgodnie ze wzorami (24), (25):

za wsparcie 1

Znajdujemy siły osiowe obciążające łożyska.

Przyjmujemy F a1 \u003d F a1min \u003d 347Н, a następnie następują warunki równowagi wału: F a2 \u003d F a1 + F A \u003d \u200b\u200b347 + 2200 \u003d 2547Н, czyli więcej niż F a2min \u003d 431Н, dlatego reakcje osiowe łożysk zostały znalezione poprawnie.

5. Dalsze obliczenia wykonujemy bardziej obciążone wsparcie 2. Zgodnie z tabelą. dla stosunku D w cos α / D pw \u003d 9,53 × cos 12 ° / 46 \u003d 0,2, znajdujemy wartość f 0 \u003d 14, tutaj D pw \u003d 0,5 (d + D) \u003d 0,5 (30 + 62) \u003d 46 Dalej na stole. 64 wyznacz wartość współczynnika e dla relacji f 0 iF a2 / Z lub\u003d 14,1 · 2547/12000 \u003d 2,97: е \u003d 0,49 (wyznaczony przez interpolację liniową dla pośrednich wartości „względnego obciążenia osiowego” i kąta zwilżania). Stosunek F a2 / F r2 \u003d 2547/1200 \u003d 2,12, czyli więcej niż e \u003d 0,49. Następnie dla wsparcia (tab. 64): X \u003d 0,45; Y \u003d 1,11 (zdefiniowane przez interpolację liniową dla wartości „względnego obciążenia osiowego” wynoszącego 2,1 i kąta zwilżania 12 °).

6. Równoważne dynamiczne obciążenie promieniowe zgodnie ze wzorem (27) przy V \u003d 1, K B \u003d 1,3 (patrz tabela 69) i K T \u003d 1 ( t slave<100°С)

7. Szacowana skorygowana żywotność, przy 1 \u003d 1 (prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracy 90%, tab. 68) i 23 \u003d 0,7 (normalne warunki użytkowania, tab. 70) i \u200b\u200bk \u003d 3 (łożysko kulkowe)

8. Ponieważ żywotność obliczeniowa jest większa niż wymagana: L 10ah\u003e L10ah ′ (2317\u003e 2000), odpowiednie jest uprzednio przypisane łożysko 36206. Przy wymaganym zasobie niezawodność jest nieco wyższa niż 90%.

Przykład 4  Obliczyć skorygowaną szacunkową trwałość łożysk stożkowych 1027308A wspornika mocującego wał ślimakowy (ryc. 31). Częstotliwość obrotu wału n \u003d 970 rpm. Prawdopodobieństwo przestoju wynosi 95%. Maksymalne siły długo działające: F rmax \u003d 3500Н, F Amax \u003d 5400Н. Tryb ładowania to I (ciężki). Możliwe są krótkotrwałe przeciążenia do 150% obciążenia znamionowego. Warunki łożyskowania są normalne. Oczekiwana temperatura pracy t slave\u003d 85 ° C.

Rozwiązanie 1. Dla zmiennej typowej metody ładowania I współczynnik równoważności K E \u003d 0,8 (patrz pkt 6).

Obliczamy obciążenia równoważne, ustawiając naprzemienny tryb ładowania na równoważne  stały:

2. Dla łożyska stożkowego o dużym kącie stożkowym - symbol  1027308A - zgodnie z katalogiem C   r\u003d 69300 H, e \u003d 0,83.

3. Zespół łożyskowy wspornika mocującego ślimak jest utworzony przez dwa identyczne łożyska stożkowe skośne rolkowe, które są uważane za jedno łożysko dwurzędoweobciążony siłami F ri F a \u003d F A. Dla zestawu dwóch łożysk tocznych mamy C   r suma\u003d 1,714 C r \u003d 1,714 69300 \u003d 118780 N.

4. Stosunek F a / F r \u003d 4320/2800 \u003d 1,543, który jest większy niż e \u003d 0,83. Określ wartość kąta zwilżania α (tabela 66):

α= arctg (e / 1,5) \u003d arctg (0,83 / 1,5) \u003d 28,96 °.

Następnie w przypadku łożyska skośnego dwurzędowego:

X \u003d 0,67;

Y \u003d 0,67ctgα \u003d 0,67ctg 28,96º \u003d 1,21.

5. Równoważne dynamiczne obciążenie promieniowe zgodnie ze wzorem (27) przy V \u003d 1; K B \u003d 1,4; K T \u003d 1

6. Szacowany skorygowany zasób a 1 \u003d 0,62 (95% prawdopodobieństwo bezawaryjnej pracy, tabela 68), 23 \u003d 0,6 (tabela 70) ik \u003d 10/3 (łożysko wałeczkowe)

Ryc. 31. Schemat projektu na przykład 4

Obliczenia trwałości łożysk oparte są na obciążeniu dynamicznym.

Dynamiczna nośność łożysk poprzecznych i skośnych to stałe obciążenie promieniowe, które łożysko ze stałym pierścieniem zewnętrznym może wytrzymać przez szacowany okres eksploatacji wynoszący 1 milion. obroty pierścienia wewnętrznego.

Nośność dynamiczna łożysk oporowych i skośnych odnosi się do stałego centralnego obciążenia osiowego, które łożysko może wytrzymać podczas szacowanej żywotności 1 miliona obrotów jednego z pierścieni łożyskowych.

Przez szacowany okres użytkowania rozumie się okres użytkowania partii łożysk, w której co najmniej 90% tych samych łożysk, przy tym samym obciążeniu przy prędkości obrotowej, musi zostać opracowanych bez pojawienia się skorup i złuszczania się na powierzchniach roboczych.

Zależność między nominalną trwałością (szacowaną żywotnością), obciążeniem dynamicznym a obciążeniem działającym na łożysko określa wzór:

gdzie C -   obciążalność dynamiczna zgodnie z katalogiem, N;

p -  wykładnik (dla łożysk kulkowych p \u003d 3,    do łożysk tocznych p \u003d 10/3).

Nominalna trwałość w godzinach:

Równoważne obciążenie dla łożysk kulkowych zwykłych w łożyskach kulkowych skośnych i tocznych:

dla łożysk tocznych:

dla łożysk wzdłużnych:

gdzie V.-    współczynnik rotacji;

podczas obracania pierścienia wewnętrznego V.=1 podczas obracania zewnętrznego V.= 1,2; F.

F. a) –    osiowy;

To b   - współczynnik bezpieczeństwa uwzględniający charakter obciążenia łożyska (tabela 4);

To t –   współczynnik temperaturowy uwzględniający temperaturę roboczą nagrzewania łożyska, jeżeli przekracza on 100 ° C (tabela 5);

X, Y -  współczynniki obciążeń promieniowych i osiowych (tabela 6).

Czynniki bezpieczeństwa

Tabela 4

Współczynnik temperaturowy

Tabela 5

Wartości współczynników promieniowych obciążeń X i osiowych y dla łożysk jednorzędowych

Tabela 6

Nośność Specjalne przypadki definicji ekwiwalentu

Dobór łożysk tocznych w warunkach statycznych i dynamicznych

Głównymi kryteriami wydajności łożysk tocznych są trwałość pod względem spiekania zmęczeniowego i nośności statycznej w odkształceniach plastycznych. Obliczenia trwałości wykonuje się dla łożysk obracających się z prędkość kątowa ω ≥0,105 rad / s. Łożyska nieobrotowe lub wolnoobrotowe (o prędkości kątowej ω<0,105) рассчитывают на статическую грузоподъемность.

Testowanie i wybór łożysk pod kątem nośności statycznej.

Jeśli łożysko przyjmuje obciążenie podczas postoju lub obracania się z częstotliwością mniejszą niż 1 obr / min, łożysko jest wybierane zgodnie z obciążeniem statycznym, ponieważ odpryski zmęczeniowe powierzchni roboczych korpusów i bieżni są wykluczone podczas określonego trybu pracy.

Warunek weryfikacji:

R about< С о,

gdzie P około - równoważne obciążenie statyczne;

Z mniej więcej statyczną nośnością (zgodnie z katalogiem łożysk).

Pod obciążeniem statycznym należy rozumieć takie obciążenie statyczne, które odpowiada całkowitemu odkształceniu szczątkowemu elementów tocznych i pierścieni w najbardziej obciążonym punkcie styku, równym 0,0001 średnicy korpusu tocznego.

P o \u003d X 0 ∙ F r + Y 0 ∙ F a,

gdzie X o i Y o - współczynniki promieniowych i osiowych obciążeń statycznych

(zgodnie z katalogiem).

Dynamiczny dobór nośności w celu uniknięcia uszkodzenia zmęczeniowego.

Dynamiczna obciążalność i trwałość (zasoby) łożyska

związane z zależnością empiryczną

gdzie zasób L w milionach obrotów;

C - dynamiczna nośność paszportowa - jest to tak stałe obciążenie, że łożysko może wytrzymać milion obrotów bez wykazywania oznak zmęczenia w co najmniej 90% pewnej liczby badanych łożysk. Wartości C podano w katalogach;

p jest miarą stopnia krzywej zmęczeniowej (p \u003d 3 dla łożysk kulkowych, p \u003d 10/3 dla łożysk tocznych.

P - równoważne (obliczone) obciążenie dynamiczne łożyska. Aby przełączyć się z liczby milionów obrotów na zasób w godzinach, napisz:

L h \u003d 10 6 ∙ L / (60 ∙ n), godz.

W przypadku łożysk kulkowych poprzecznych i skośnych oraz łożysk tocznych obciążenie równoważne określa się według wzoru:

P \u003d (X ∙ V ∙ F r + Y ∙ F a) ∙ K b ∙ K T,

gdzie F r i F a - obciążenia promieniowe i osiowe łożyska;

V - współczynnik obrotu pierścienia (V \u003d 1 podczas obracania pierścienia wewnętrznego, V \u003d 1,2 - podczas obracania pierścienia zewnętrznego);

K b - współczynnik bezpieczeństwa, uwzględniający charakter obciążeń zewnętrznych;

K t - współczynnik temperaturowy;

X i Y są odpowiednio współczynnikami obciążeń promieniowych i osiowych.

W przypadku łożysk z wałkami cylindrycznymi wzór na określenie równoważnego obciążenia dynamicznego wynosi:

P \u003d F r ∙ V ∙ K b ∙ K T.

Wartości współczynników X i Y są przyjmowane w zależności od wartości stosunku F a / V ∙ F r. Siła osiowa nie wpływa na równoważną wartość obciążenia, dopóki stosunek nie przekroczy określonej wartości współczynnika obciążenia osiowego e. Dlatego dla F a / V ∙ F r ≤ e  obliczenia dotyczą tylko obciążenia promieniowego, tj. . X \u003d l, Y \u003d 0. Jeśli F a / V ∙ F r\u003e e, wówczas X i Y są brane w instrukcjach dla konkretnego łożyska. Należy zauważyć, że współczynnik e  dla łożysk stożkowych i kulkowych skośnych o kątach działania α\u003e 18 ° jest stały dla konkretnego łożyska niezależnie od obciążenia, a dla jednorzędowych łożysk kulkowych o kącie działania 18 ° lub mniejszym, wybiera się go w zależności od stosunku F x / C 0. Tutaj C o - nośność statyczna.

Dodatkowe promieniowe łożysko oporowe S powstaje z promieniowego łożyska wzdłużnego w łożysku skośnym, którego wartość dla kulkowych łożysk skośnych jest określona przez S \u003d e ∙ F r, a dla łożysk stożkowych S \u003d 0,83 ∙ e ∙ F r. Stwierdzono powyżej, że łożyska skośne są instalowane parami. Istnieje kilka schematów instalacji. Rozważ najczęstszy schemat - montaż łożysk z ustaleniem osiowym „z zaskoczenia”.

Rycina 68

Końce wewnętrznych pierścieni łożysk przylegają do kołnierzy wału, atory pierścieni zewnętrznych - na elementach obudowy. Oznacz całkowite obciążenie osiowe łożysk przez F a 1 i F a 2. Z jednej strony siły te nie mogą być mniejsze niż składowe osiowe sił promieniowych, tj.

F al ≥S 1, F a 2 ≥S a 2

Jednocześnie muszą być nie mniejsze niż całkowite zewnętrzne obciążenia osiowe na łożyska:

F a1 ≥F x + S 2, F a2 ≥S 1 -F x.

Oczywiście większy z nich spełnia oba nierówności.

Obliczenia łożysk tocznych pod kątem trwałości przeprowadza się w następującej kolejności:

Reakcje wsparcia promieniowego są określane dla każdego wsparcia;

Wybierz układ i typ łożyska w oparciu o warunki pracy, aktualne obciążenia;

Przez średnica lądowania  wał wybiera konkretne łożysko z katalogu i wypisuje d, D, C, C o, X, Y, e;

Określ równoważne obciążenie dynamiczne łożysk:

P \u003d (X ∙ V ∙ F r + Y ∙ F a) ∙ K b ∙ K T;

Obliczona trwałość najbardziej obciążonego łożyska jest określana:

L h \u003d (C / P) p ∙ 10 6 / (60 ∙ n), godzina.

i w porównaniu z wymaganą trwałością. Jeśli L godz< L h треб то можно:

a) zmienić łożysko na cięższą serię;

b) zmienić rodzaj łożyska na bardziej nośne;

c) zwiększyć średnicę wału;

d) zapewnić krótszą żywotność i wymianę łożyska.

Testowanie i wybór łożysk pod kątem nośności statycznej.

Obciążenie dynamiczne  na łożyskach

Nośność Specjalne przypadki definicji ekwiwalentu

Dobór łożysk tocznych w warunkach statycznych i dynamicznych

Pytanie 18

Głównymi kryteriami wydajności łożysk tocznych są trwałość pod względem spiekania zmęczeniowego i nośności statycznej w odkształceniach plastycznych. Obliczenia trwałości wykonuje się dla łożysk obracających się z prędkością kątową ω ≥0,05 rad / s. Łożyska nieobrotowe lub wolnoobrotowe (o prędkości kątowej ω<0,105) рассчитывают на статическую грузоподъемность.

Jeśli łożysko przyjmuje obciążenie podczas postoju lub obracania się z częstotliwością mniejszą niż 1 obr / min, łożysko jest wybierane zgodnie z obciążeniem statycznym, ponieważ odpryski zmęczeniowe powierzchni roboczych korpusów i bieżni są wykluczone podczas określonego trybu pracy.

Warunek weryfikacji:

R about< С о,

gdzie P około - równoważne obciążenie statyczne;

Z mniej więcej statyczną nośnością (zgodnie z katalogiem łożysk).

Pod obciążeniem statycznym należy rozumieć takie obciążenie statyczne, które odpowiada całkowitemu odkształceniu szczątkowemu elementów tocznych i pierścieni w najbardziej obciążonym punkcie styku, równym 0,0001 średnicy korpusu tocznego.

P o \u003d X 0 ∙ F r + Y 0 ∙ F a,

gdzie X o i Y o - współczynniki promieniowych i osiowych obciążeń statycznych

(zgodnie z katalogiem).

Dynamiczna obciążalność i trwałość (zasoby) łożyska

związane z zależnością empiryczną

gdzie zasób L w milionach obrotów;

C - dynamiczna nośność paszportowa - jest to tak stałe obciążenie, że łożysko może wytrzymać milion obrotów bez wykazywania oznak zmęczenia w co najmniej 90% pewnej liczby badanych łożysk. Wartości C podano w katalogach;

p jest miarą stopnia krzywej zmęczeniowej (p \u003d 3 dla łożysk kulkowych, p \u003d 10/3 dla łożysk tocznych.

P - równoważne (obliczone) obciążenie dynamiczne łożyska. Aby przełączyć się z liczby milionów obrotów na zasób w godzinach, napisz:

L h \u003d 10 6 ∙ L / (60 ∙ n), godz.

  Do łożysk kulkowych poprzecznych i skośnych oraz łożysk tocznych obciążenie jest określone przez wzór:

P \u003d (X ∙ V ∙ F r + Y ∙ F a) ∙ K b ∙ K T,

gdzie F r i F a - obciążenia promieniowe i osiowe łożyska;

V - współczynnik obrotu pierścienia (V \u003d 1 podczas obracania pierścienia wewnętrznego, V \u003d 1,2 - podczas obracania pierścienia zewnętrznego);

K b - współczynnik bezpieczeństwa, uwzględniający charakter obciążeń zewnętrznych;

K t - współczynnik temperaturowy;

X i Y są odpowiednio współczynnikami obciążeń promieniowych i osiowych.

W przypadku łożysk walcowych wzór na

definicja równoważnej dynamiki  ładunek ma postać:

P \u003d F r ∙ V ∙ K b ∙ K T.

Wartości współczynników X i Y są przyjmowane w zależności od wartości stosunku F a / V ∙ F r. Siła osiowa nie wpływa na równoważną wartość obciążenia, dopóki stosunek nie przekroczy określonej wartości współczynnika obciążenia osiowego e. Dlatego dla F a / V ∙ F r ≤ e  obliczenia dotyczą tylko obciążenia promieniowego, tj. . X \u003d l, Y \u003d 0. Jeśli F a / V ∙ F r\u003e e, wówczas X i Y są brane w instrukcjach dla konkretnego łożyska. Należy zauważyć, że współczynnik e  dla łożysk stożkowych i kulkowych skośnych o kątach działania α\u003e 18 ° jest stały dla konkretnego łożyska niezależnie od obciążenia, a dla jednorzędowych łożysk kulkowych o kącie działania 18 ° lub mniejszym, wybiera się go w zależności od stosunku F x / C 0. Tutaj C o - nośność statyczna.

Dodatkowe promieniowe łożysko oporowe S powstaje z promieniowego łożyska wzdłużnego w łożysku skośnym, którego wartość dla kulkowych łożysk skośnych jest określona przez S \u003d e ∙ F r, a dla łożysk stożkowych S \u003d 0,83 ∙ e ∙ F r. Stwierdzono powyżej, że łożyska skośne są instalowane parami. Istnieje kilka schematów instalacji. Rozważ najczęstszy schemat - montaż łożysk z ustaleniem osiowym „z zaskoczenia”.

Końce wewnętrznych pierścieni łożysk przylegają do kołnierzy wału, atory pierścieni zewnętrznych - na elementach obudowy. Oznacz całkowite obciążenie osiowe łożysk przez F a 1 i F a 2. Z jednej strony siły te nie mogą być mniejsze niż składowe osiowe sił promieniowych, tj.

F al ≥S 1, F a 2 ≥S a 2

Jednocześnie muszą być nie mniejsze niż całkowite zewnętrzne obciążenia osiowe na łożyska:

F a1 ≥F x + S 2, F a2 ≥S 1 -F x.

Oczywiście większy z nich spełnia oba nierówności.

Obliczanie łożysk tocznych  dla trwałości odbywa się w następującej kolejności:

Reakcje wsparcia promieniowego są określane dla każdego wsparcia;

Wybierz układ i typ łożyska w oparciu o warunki pracy, aktualne obciążenia;

Zgodnie ze średnicą lądowania wału wybrane łożysko jest wybierane zgodnie z katalogiem, a d, D, C, C o, X, Y, e są zapisywane;

Określ równoważne obciążenie dynamiczne łożysk:

P \u003d (X ∙ V ∙ F r + Y ∙ F a) ∙ K b ∙ K T;

Obliczona trwałość najbardziej obciążonego łożyska jest określana:

L h \u003d (C / P) p ∙ 10 6 / (60 ∙ n), godzina.

i w porównaniu z wymaganą trwałością. Jeśli L godz< L h треб то можно:

a) zmienić łożysko na cięższą serię;

b) zmienić rodzaj łożyska na bardziej nośne;

c) zwiększyć średnicę wału;

d) zapewnić krótszą żywotność i wymianę łożyska.