Capacitate de transport. Cazuri speciale ale definiției echivalentului
Selectarea rulmenților de rulare în stare statică și dinamică
Principalele criterii de performanță pentru rulmenții de rulare sunt durabilitatea în ceea ce privește vânturile de oboseală și capacitatea statică de încărcare în deformațiile din plastic. Calculul durabilității se efectuează pentru rulmenții care se rotesc cu viteza unghiulară ω≥0.105 rad / s. Rulmenți care nu se rotesc sau se rotesc lent (cu viteză unghiulară ω)<0,105) рассчитывают на статическую грузоподъемность.
Valorile coeficienților sarcinilor radiale X și axiale y pentru rulmenții cu un singur rând
Există două trepte de sarcină pentru recircularea ghidajelor liniare și a șuruburilor cu bilă - încărcare statică a sarcinii și încărcare dinamică a sarcinii. Majoritatea inginerilor sunt familiarizați cu capacitățile de încărcare dinamică, deoarece aceasta este valoarea utilizată pentru calcularea duratei de viață a rulmentului. Dar, de asemenea, este important să se ia în considerare încărcarea statică a componentei pentru a evita defecțiunea prematură a rulmentului. Următoarele sunt o scurtă privire de ansamblu a fiecărei specificații și utilizarea acesteia pentru calibrare și selecție.
Încercarea și selectarea rulmenților pentru capacitatea de încărcare statică.
Dacă rulmentul acceptă sarcina în timp ce este în staționare sau se rotește cu o frecvență mai mică de 1 rpm, rulmentul este selectat în funcție de puterea de sarcină statică, deoarece cizelarea de oboseală a suprafețelor de lucru ale corpurilor și ale pistelor de rulare este exclusă în timpul modului de funcționare specificat.
Sarcina dinamică a rulmentului
Sarcina pe rulmenții liniari și pe pistele de forță obligă aceste suprafețe să se poarte în timp. Această uzură sau oboseală provoacă exfolierea suprafețelor rulmentului, care se înrăutățește și provoacă vibrații și mișcare aspră. Deteriorarea oboselii traseului de rulment.
Capacitatea de transport dinamic poate fi proiectată pentru o durată de viață de 50 km sau 100 km, și este important să rețineți ce distanță este utilizată ca bază. Această deformare poate fi cauzată de supraîncărcare sau de o singură lovitură. Deformarea suprafețelor rulmentului afectează netezimea lucrului și poate reduce durata de funcționare a rulmenților.
Condiție de verificare:
R despre< С о,
unde P despre - sarcină statică echivalentă;
Cu capacitate de încărcare aproximativ statică (conform catalogului de rulmenți).
Sub capacitatea de sarcină statică se înțelege o astfel de sarcină statică, care corespunde deformării reziduale totale a elementelor de rulare și a inelelor la punctul de contact cel mai încărcat, egală cu 0.0001 diametrul elementului de rulare.
În general, este recomandat să utilizați un factor de siguranță pentru a calcula sarcina statică admisă, în funcție de tipul de aplicație, probabilitatea și gravitatea vibrației sau impactului. Este rar ca o aplicație să se încarce într-o singură direcție pe întreaga distanță de deplasare. Când se întâlnesc diferite tipuri de încărcări sau când sarcina se schimbă în timp, calculul speranței de viață se bazează pe sarcina echivalentă a rulmentului. Sarcina echivalentă este singura valoare care va conduce la faptul că speranța de viață va fi egală cu speranța de viață, ca urmare a tuturor condițiilor de aplicare.
P o \u003d X 0 ∙ F r + Y 0 ∙ F a,
unde X o și Y o - coeficienții sarcinilor statice radiale și axiale
(conform catalogului).
Selecția dinamică a capacității rulmentului pentru a preveni defectarea oboselii.
Capacitatea de rulare dinamică și durabilitatea (resursa) a rulmentului
legate de dependența empirică
Pur și simplu, toate sarcinile, direcțiile și duratele sunt convertite într-o sarcină verticală a rulmentului. Unele rulmențe liniare mențin aceleași valori de sarcină indiferent de direcția încărcării, în timp ce unele dintre ele au valori de sarcină diferite pentru sarcini laterale sau laterale decât pentru sarcini descendente. În plus, majoritatea producătorilor recomandă reducerea duratei de viață liniară în anumite condiții, cum ar fi temperaturi extreme sau contaminare.
În timp ce durata reală a unui ghidaj liniar recirculant sau a șurubului cu bilă depinde de mulți factori, o înțelegere a celor două tipuri de capacitate de încărcare, modul în care sunt determinate și modul de utilizare corectă a acestora este importantă pentru determinarea dimensiunii și alegerii rulmentului care poate atinge durata de viață dorită.
unde resursa L în milioane de revoluții;
C - capacitate de rulment dinamică a pașaportului - aceasta este o încărcare constantă încât rulmentul poate rezista la un milion de rotații fără a prezenta semne de oboseală în cel puțin 90% dintr-un anumit număr de rulmenți supuși testelor. Valorile C sunt date în cataloage;
Părinții mei iubitori m-au susținut și m-au susținut întotdeauna, motivați. Mulțumiri deosebite consilierului meu, profesor Nagarag Araker, pentru că sunt un mare îndrumător și prieten în toată școala absolvită. Conducerea sa continuă m-a ajutat să explorez diferite domenii ale cercetării disertației, iar nenumăratele noastre discuții fructuoase au fost foarte utile pentru educația mea actuală.
Mediul vesel al locului nostru de muncă m-a ținut mereu motivat. Începând cu secolul XX, producătorii de rulmenți au căutat să prezice capacitățile de rezistență la oboseală ale componentelor rulmentului. Ca parte a cercetării disertației, elasticitatea și analiza statistică au fost efectuate pentru a ajusta durata de viață a rulmentului în timpul predicției. S-a raportat că la adâncimile adâncimilor subterane există un gradient al proprietăților materiale pentru oțelurile întărite.
p este un indicator al gradului curbei de oboseală (p \u003d 3 pentru rulmenții cu bile, p \u003d 10/3 pentru rulmenții cu role.
P este sarcina de rulment dinamică echivalentă (calculată). Pentru a trece de la numărul de milioane de revoluții la resursă în ore, scrieți:
L h \u003d 10 6 ∙ L / (60 ∙ n), h.
Pentru bilă radială și bilă unghiulară de contact și rulmenți cu role sarcina echivalentă este determinată de formula:
Studiul arată că o scădere cu 10% a modulului elastic duce la o îmbunătățire a prezicerii vieții de oboseală cu 66%. 11, față de valoarea curentă de 3 și pentru rulmenți, aceasta trebuie ajustată la 66 cu limite de încredere de 2% în comparație cu valoarea curentă. Prin urmare, este necesară o ecuație de sarcină standard pentru proiectarea rulmentului.
Rulează temperatura de funcționare, С˚
Facilitează mișcarea de rotație și liniară între două obiecte în mișcare. Prin urmare, sunt utilizate în sisteme mecanice complexe, cum ar fi motoarele cu ardere internă și motoarele cu jet pentru a sprijini arbori principali ai motorului. Rulmenții sunt utilizați printre componentele industriei de petrol și gaze, precum rotori de foraj, pompe de foraj și mese rotative ale platformelor de foraj. Sarcina lor principală este de a reduce tensiunile de frecare și de contact fără nici o deformare.
P \u003d (X ∙ V ∙ F r + Y ∙ F a) ∙ K b ∙ K T,
unde F r și F a - sarcini radiale și axiale pe rulment;
V este coeficientul de rotație al inelului (V \u003d 1 la rotirea inelului interior, V \u003d 1,2 - la rotirea inelului exterior);
K b - factor de siguranță, ținând cont de natura încărcărilor externe;
K t - coeficient de temperatură;
X și Y sunt coeficienții sarcinilor radiale și, respectiv, axiale.
Rulmenții de rulare prezintă de obicei sarcină radială, sarcină axială sau sarcină radială și axială combinată. În cazurile ulterioare, combinația a două sarcini împreună cu caracteristicile geometrice interne ale rulmentului determină unghiul de contact al rulmentului. În funcție de tipul elementului de rulare, rulmentul utilizat poate fi împărțit în patru categorii: rulmenți cu bile, care utilizează bile sferice ca elemente de rulare. Rulmenți cu role cilindrice care utilizează rulmenți cilindrici.
Pentru rulmenții cu role cilindrice, formula pentru determinarea sarcinii dinamice echivalente este:
P \u003d F r ∙ V ∙ K b ∙ K T.
Valorile coeficienților X și Y sunt luate în funcție de valoarea raportului F a / V ∙ F r. Forța axială nu afectează valoarea sarcinii echivalente până când raportul depășește o anumită valoare a coeficientului de încărcare axială e. Prin urmare, pentru F a / V ∙ F r ≤ e calculul se aplică numai sarcinii radiale, adică . X \u003d l, Y \u003d 0. Dacă F a / V ∙ F r\u003e e, atunci X și Y sunt luate în manualele pentru un anumit rulment. Trebuie menționat că coeficientul e pentru lagărele de contact conice și cu bile unghiulare cu unghiuri de contact α\u003e 18 °, este constant pentru un anumit rulment indiferent de sarcină, iar pentru rulmenții cu o linie cu un unghi de contact de 18 ° sau mai puțin, acesta este selectat în funcție de raportul F x / C 0. Aici C despre - capacitate de rulment static.
Rulmenți cu role conice care utilizează role conice. Rulmenți cu role sferice care folosesc butoaie sferice între pistele interioare și exterioare. Pentru majoritatea aplicațiilor de rulment, raza de curbură a razei interioare și exterioare a pistei variază între 5 și 53% din diametrul cursei.
Unele aplicații folosesc rânduri duble de elemente de rulare pentru a crește radialul capacitatea de rulare Rulment. Unghiul de contact pentru rulmenții unghiulari cu bile de contact nu depășește de obicei. Sunt potrivite pentru operații de mare viteză. Față de rulmenții cu bile, rulmenții sunt proiectați pentru sarcină mare. De obicei sunt mai rigide și oferă o rezistență mai bună în comparație cu rulmenții cu bile de aceeași dimensiune. Realizarea unui rulment cu role este foarte dificilă în comparație cu un rulment cu bile.
O sarcină axială suplimentară S rezultă dintr-un rulment de tracțiune radial în rulmentul de contact unghiular. Valoarea sa pentru lagărele de contact unghiulare cu bile este determinată de S \u003d e ∙ F r, iar pentru lagărele cu role conice este determinată de S \u003d 0,83 ∙ e ∙ F r. S-a remarcat mai sus că lagărele de contact unghiulare sunt instalate în perechi. Există mai multe scheme de instalare. Luați în considerare schema cea mai comună - instalarea de rulmenți cu fixare axială „prin surprindere”.
Rulmenții cu role conice pot transporta o combinație de sarcini radiale și axiale mari, dar, de regulă, nu sunt utilizate în aplicații de mare viteză. Aceste oțeluri întărite au devenit foarte dure la suprafață. Unele dintre aplicațiile din industria aerospațială care necesită mai multe angrenaj mare raport putere / greutate, folosiți bile de nitrură de siliciu pe o șină de oțel.
Se numesc rulmenți hibrizi sau rulmenți ceramici. Bile ceramice sunt mai mari decât bilele de oțel; prin urmare, forța pe cursa exterioară este redusă. În plus, bilele ceramice sunt mai dure, mai netede și au proprietăți termice mai bune decât bile de oțel. Acești factori duc la o uzură mai rapidă. rulmenți ceramici De 10 ori comparativ cu rulmenții din oțel. Rulmenții nu reușesc, de obicei, din cauza formării de stropire pe suprafețele de rulare.
Figura 68
Capetele inelelor interioare ale rulmenților se prind de flanșele arborelui, de atorii inelelor exterioare - pe elementele carcasei. Se notează sarcina axială totală pe rulmenți cu F a 1 și F a 2. Pe de o parte, aceste forțe nu pot fi mai mici decât componentele axiale ale forțelor radiale, adică.
F al ≥S 1, F a 2 ≥S a 2
În același timp, acestea trebuie să fie nu mai mici decât sarcinile axiale externe totale pe rulmenți:
Principala cauză a acestei distrugeri a suprafețelor portante este oboseala de contact. Istoric, a fost întotdeauna dificil să formulezi cu exactitate oboseala de contact. Starea de tensiune cu trei axe și raportul de stres al stresului de stres face ca predicțiile de rezistență să fie cu adevărat dificile. Prin urmare, industria rulmentului folosește pe scară largă datele empirice cu privire la viața de rulment. Standardele industriale actuale sunt utilizate la mijlocul secolului XX.
Acesta folosește date de rezistență la rulare, care au fost realizate folosind oțel și practici de fabricație disponibile la acea vreme. În ultimii 70 de ani, calitatea oțelurilor de rulment și acuratețea proceselor de producție s-au îmbunătățit semnificativ. Acest lucru a dus la o îmbunătățire semnificativă a capacității de rulare a oțelurilor de rulment. Prin urmare, standardele actuale ale industriei sunt grav afectate de durata de viață prevăzută pentru oțelurile moderne. Prin urmare, pe baza celor mai recente date de anduranță, este necesar să se modifice ecuația de sarcină standard existentă utilizată pentru proiectarea rulmenților. 4 Capitolele actuale ale studiului din secțiunile următoare conțin un studiu detaliat care vizează schimbarea ecuațiilor de sarcină standard utilizate la proiectarea rulmenților.
F a1 ≥F x + S 2, F a2 ≥S 1 -F x.
Evident, cea mai mare dintre cele două satisface ambele inegalități.
Calculul rulmenților de rulare pentru durabilitate se realizează în următoarea secvență:
Reacțiile de suport radial sunt determinate pentru fiecare suport;
Alegeți un aspect și tipul de rulment în funcție de condițiile de operare, sarcinile curente;
Mașini, echipamente și condițiile lor de funcționare
Ca parte a cercetării disertației, elasticitatea și analiza statistică au fost efectuate pentru a ajusta durata de oboseală a rulmentului în timpul prezicerii. Testele recente de indentare a nano indică faptul că pentru oțelurile întărite pentru gradient, există un gradient în fracția de volum de carbură la o adâncime a subsolului. Capitolul 2 explică capacitățile îmbunătățite de rezistență a oțelului rulant datorită acestui modul al gradientului de elasticitate. Analiza numerică explică sensibilitatea duratei de viață a oboselii la modificările modulului elastic al materialului de alergare.
pe diametrul aterizării arborele selectează un anumit rulment din catalog și scrie d, D, C, C o, X, Y, e;
Determinați sarcina dinamică echivalentă pe rulmenți:
P \u003d (X ∙ V ∙ F r + Y ∙ F a) ∙ K b ∙ K T;
Durabilitatea calculată a rulmentului cel mai încărcat este determinată:
L h \u003d (C / P) p ∙ 10 6 / (60 ∙ n), oră.
și în comparație cu durabilitatea necesară. Dacă L h< L h треб то можно:
Capitolul 3 introduce procedura detaliată analiza statistică utilizată pentru calibrarea valorilor indicatorului de uzură pentru rulmenți cu bile și cu cilindri. Rezultatele calibrării au fost semnificativ diferite de standardele actuale ale industriei. Prin urmare, pe baza acestei analize, se recomandă ca ecuația de sarcină pe termen lung utilizată la proiectarea rulmenților să fie actualizată cu valori calibrate ale indicatorului de uzură pentru a prezice cu exactitate caracteristicile de oboseală ale oțelurilor moderne de rulment.
a) schimbați rulmentul într-o serie mai grea;
b) schimbați tipul de rulment într-un suport mai încărcat;
c) crește diametrul arborelui;
d) asigură o durată de viață mai scurtă și înlocuirea rulmentului.
Calculul rulmenților de rulare pentru o resursă dată
Date sursă: F r1, F r2 - sarcină radială (reacție radială) a fiecărui suport al unui arbore cu doi rulmenți, N: F a - forță axială externă care acționează asupra arborelui, N; n- frecvența de rotație a inelului (de regulă, frecvența de rotație a arborelui), rpm; d este diametrul suprafeței de aterizare a arborelui, care este preluat din schema de dispunere, mm; L "sa, L" sah - resursa necesară, cu probabilitatea necesară de funcționare fără defect a rulmentului, respectiv, în milion rev. și dacă în h; modul de încărcare; condițiile de funcționare ale ansamblului de rulmenți (posibilă suprasarcină, temperatură de funcționare etc.).
De regulă, oboseala este observată ca o formațiune sub formă de elemente de rulare sau de suprafețe ale pistelor. Cu toate acestea, s-a remarcat faptul că la încărcături mici sau medii, suprafețele pistelor sunt primele decât suprafețele cursei. Inițierea inițierii fisurilor corespunde perioadei de la debut până la formarea fisurilor microstructurale în straturile subterane. Propagarea fisurilor corespunde timpului necesar creșterii fisurilor de la straturile subterane până la straturile de suprafață. Cu toate acestea, se raportează că cea mai mare parte a duratei de viață a rulmentului este consumată la inițierea unei fisuri.
Condițiile de funcționare ale rulmenților sunt foarte diverse și pot varia ca mărime a supraîncărcărilor pe termen scurt, a temperaturii de funcționare, a rotației inelului interior sau exterior, etc. Influența acestor factori asupra performanței rulmenților este luată în considerare prin introducerea coeficienților suplimentari în calculul sarcinii dinamice echivalente (19) - (22).
Selectarea rulmenților efectuați în această ordine.
1. Prealiniați tipul și dispunerea rulmenților.
2. Pentru rulmentul desemnat, următoarele date sunt scrise din catalog:
Pentru unghiuri de contact radiale și unghiulare a bilei a<18° значения базовых динамической С r și capacități statice de încărcare radială;
Pentru unghiuri de contact unghiulare cu valoare ≥18 ° C r, și de la masă. 64 valori ale coeficienților X ai sarcinilor radiale, Y axiale, coeficientul de încărcare axială:
Pentru valorile conice conice C r, Y și e și, de asemenea, luați X \u003d 0,4 (tabelul 66).
3. Din condiția de echilibru a arborelui și condiția de limitare a nivelului minim de sarcini axiale pe lagărele de contact unghiulare, se determină forțele axiale F a1, F a2.
4. Pentru rulmenții cu bile radiale, precum și pentru rulmenții unghiulari cu unghi de contact a<18° по табл. 64 в соответствии с имеющейся информацией находят значения X, Y и е в зависимости от
f 0 F a / C sausau F a / (izD w 2).
5. Comparați raportul F a / (VF r) cu coeficientul e și în final luați valorile coeficienților X și Y: pentru F a / (VF r) ≤e, luați X \u003d 1 și Y \u003d 0, pentru F a / (VF r) \u003e e pentru rulmenții cu bilă, contactul radial și unghiular acceptă în sfârșit valorile coeficienților X și Y înregistrate anterior (la alineatele 1 și 4).
Aici V este coeficientul de rotație al inelului: V \u003d 1 la rotirea inelului interior al rulmentului în raport cu direcția sarcinii radiale și V \u003d 1, 2 la rotirea inelului exterior.
Pentru rulmenții conice cu două rânduri conice, valorile X, Y și e sunt conform tabelului. 66.
6. Calculați sarcina dinamică echivalentă:
Radial pentru bilă radială și contact unghiular cu bile sau cu role
P r=(VXF r + YF a) K B K T; (27)
- radial pentru rulmenți radiali cu role:
P r
=F r V K B K T;(28)- axial pentru rulmenți cu bile și cu role:
P și=FaK BK T (29)
- axial pentru rulmenți cu bile și tracțiuni
P a=(XF r + YF a) K B K T.(30)
Valoarea coeficientului de siguranță K B este luată conform tabelului. 69, și coeficientul de temperatură K T - în funcție de temperatura de funcționare t sclav rulment:
|
t sclav ° C |
≤100 |
||||||
|
1,05 |
1,10 |
1,15 |
1,25 |
1,35 |
|
Natura încărcăturii |
Domeniul de aplicare |
|
|
Angrenaje și acționări cinematice de putere mică. Mecanisme de macarale manuale, blocuri. Tali, pisici, troliuri de mână. Unități de control |
||
|
Tremururi ușoare; supraîncărcări pe termen scurt până la 125% din sarcina nominală |
1,0-1,2 |
Angrenaje de precizie. Mașini de tăiat metale (cu excepția planificării, șanțului și măcinării). Giroscoape. Mecanisme de ridicare a macaralei. Elevatoare electrice și cărucioare monorail. Robinete acționate mecanic. Motoare electrice de putere mică și medie. Ventilatoare ușoare și suflante |
|
Tremor moderat; încărcarea vibrațiilor; supraîncărcări pe termen scurt până la 150% din sarcina nominală |
1,3-1,5 |
Gears. Cutii de viteze de toate tipurile. Mecanisme pentru deplasarea cărucioarelor și macarale de strunjire. Buchete de material rulant feroviar. Mecanisme de rotire a macaralei |
|
La fel, în condiții de fiabilitate crescută |
1,5-1,8 |
Mecanisme de schimbare a cârligului macaralei. Arbori de mașini de rectificat. electrospindles. |
|
Sarcini cu șocuri și vibrații semnificative; supraîncărcări pe termen scurt până la 200% din sarcina nominală |
1,8-2,5 |
Gears. Concasoarele și coprele. Mecanisme cu manivelă Reglarea rulourilor și a fabricii. Fani puternici și exhausters |
|
Sarcina cu impact puternic; supraîncărcări pe termen scurt până la 300% din sarcina nominală |
2,5-3,0 |
Mașini de forjare grele. Rame de tăiere. Transportoare cu rolă de mori, flori și plăci de calitate mare. Echipament frigorific |
Pentru funcționarea la temperaturi ridicate, se utilizează rulmenți cu tratament termic stabilizant special realizat din oțeluri rezistente la căldură. Pentru rulmenții care funcționează în condiții de încărcare variabile, specificate de diagrama secvenței de sarcină și de frecvențele de rotație corespunzătoare acestor sarcini (Fig. 27), sarcina dinamică echivalentă este calculată în regim de încărcare variabilă
unde P i și L i - sarcină echivalentă constantă (radială sau axială) în modul i și durata funcționării sale în milioane rev. Dacă L i este dat în h-L hi, atunci este calculat în milioane vol. ținând cont de viteza de rotație n i, rpm:
Dacă sarcina rulmentului variază liniar de la P min până la P max, apoi sarcina dinamică echivalentă
Fig. 27. Apropierea sarcinilor și vitezei
Se știe că modurile de operare ale mașinilor cu sarcină variabilă sunt reduse la șase moduri de încărcare tipice (vezi GOST 21354-87. Angrenajele de angrenare cilindrice implică angrenaj extern. Calculul forței): 0 - constantă; I - sever; II - echipamente medii; III- medie normală; IV - la plămân; V - mai ales ușoară.
Pentru lagărele lagărelor arborelor de viteze care funcționează în condiții de încărcare tipice, este convenabil să se efectueze calcule folosind coeficientul de echivalență K E:
|
Mod de operare |
||||||
|
0,63 |
0,56 |
În acest caz, în conformitate cu forțele maxime cunoscute, cu acțiune lungă F r1max, F r2 max, F Amax (corespunzător maximului cuplului cu acțiune lungă) găsiți sarcina echivalentă:
pe care, în conformitate cu 2-6 calculează rulmenții, ca la sarcină constantă.
7. Determinați durata de viață calculată, ajustată în funcție de nivelul de fiabilitate și de condiții de aplicare, h:
(31)
unde C este capacitatea de rulare dinamică de bază (radial C r sau axial C a), N; P este sarcina dinamică echivalentă (radial P r sau axial, și cu un mod de încărcare variabilă sau P Ea), N; k - exponent: k pentru bilă și k \u003d 10/3 pentru rulmenți; n este frecvența de rotație a inelului, rpm; și 1 - coeficient, reglarea resursei în funcție de fiabilitatea necesară (tabelul 68); și 23 - coeficient care caracterizează efectul combinat asupra resursei proprietăților speciale ale rulmentului și ale condițiilor sale de funcționare (tabelul 70).
Durata de viață de proiectare de bază este confirmată de rezultatele testelor de rulment pe mașini speciale și în anumite condiții, caracterizate prin prezența unei pelicule hidrodinamice de ulei între suprafețele de contact ale inelelor și absența distorsiunilor crescute ale inelelor de rulment. În condiții reale de operare, sunt posibile abateri de la aceste condiții, care este aproximativ o apreciez coeficientul 23.
La alegerea coeficientului a 23 distinge următoarele condiții pentru utilizarea rulmentului:
1 - convențional (material prin topire convențională, prezența distorsiunilor inelelor, absența unei pelicule hidrodinamice fiabile de ulei, prezența în ea a particulelor străine);
2 - caracterizat prin prezența unei pelicule elastice hidrodinamice de ulei în contactul inelelor și elementelor de rulare (parametrul 2.≥2,5); absența distorsiunilor crescute în nod; oțel convențional;
3 - la fel ca în revendicarea 2, dar inelele și elementele de rulare sunt realizate din oțel cu electroslag sau remeltare cu arc în vid.
|
Rulmenti |
Valorile coeficientului 23 pentru condițiile de aplicare |
||
|
Bilă (cu excepția sfericului) |
0,7 ... 0,8 |
1,2 ... 1,4 |
|
|
cilindru cu role cilindrice, sferice cu bilă cu două rânduri |
0,5 ... 0,6 |
1,0... 1,2 |
|
|
Rolă conică |
0,6 ... 0,7 |
1,1 ... 1,3 |
|
|
Rolă sferică cu două rânduri |
0,3 ... 0,4 |
0,8 ... 1,0 |
|
|
Mașini, echipamente și condițiile lor de funcționare |
Resursă, h |
|
Instrumente și aparate utilizate periodic (aparate demonstrative, aparate de uz casnic, aparate) |
300 ... 3000 |
|
Mecanismele utilizate pentru perioade scurte de timp (mașini agricole, macarale în magazinele de montaj, transportoare ușoare, mașini de construcție și mecanisme, scule electrice de mână) |
3000 ...8000 |
|
Mecanisme responsabile care funcționează intermitent (mecanisme auxiliare la stații electrice, transportoare pentru producția în linie, ascensoare, mașini de prelucrat metale utilizate rar) |
8000 ... 12000 |
|
Mașini cu un singur schimb cu sarcină parțială (motoare electrice staționare, cutii de viteze industriale generale) |
10000 ... 25000 |
|
Mașini care funcționează la sarcină maximă într-o singură schimb (mașini de inginerie generală, macarale, ventilatoare, arbori cu came, transportoare, echipamente de imprimare) |
25000 |
|
Mașini pentru utilizare non-stop (compresoare, elevatoare de mină, mașini electrice staționare, acționări marine, echipamente textile) |
≥40000 |
|
Mașini care lucrează continuu cu o sarcină mare (echipamente pentru fabricile de hârtie, centrale electrice, pompe de mină, echipamente pentru nave comerciale, cuptoare rotative) |
100000 |
Aici Δ - parametrul modului de ungere - caracterizează modul de lubrifiere hidrodinamică a rulmentului (grosimea relativă a filmului de ungere).
Formulele de calcul al resurselor sunt valabile la viteze de rotație care depășesc 10 rpm până la limita conform catalogului, și, de asemenea, dacă P r (sau P a), și la sarcini variabile P rmax (sau P amax) nu depășesc 0,5C r (sau 0,5Ca).
8. Evaluează caracterul adecvat al dimensiunii de rulment prevăzute. Rulmentul este potrivit dacă durata de viață estimată este mai mare sau egală cu cea necesară:
L sah ≥L sah′.
În unele cazuri, două rulmenți identici de contact radial sau unghiular cu un rând, care formează un ansamblu de rulmenți, sunt instalați într-un singur suport. În acest caz, o pereche de rulmenți este considerată un rulment dublu rând. Când se determină resursa conform formulei din clauza 7 în loc de C r înlocuiește capacitatea de încărcare radială de bază dinamică C rsum a unui set de doi rulmenți: pentru rulmenți cu bile C rsum \u003d 1.625 Cr, pentru rulmenți cu role C rsum \u003d 1.714 Cr. Capacitatea de sarcină radială de bază statică a unui astfel de set este egală cu dublul capacității de încărcare nominală a unui singur rând de rulment C 0rcum \u003d 2C 0r.
La determinarea sarcinii echivalente P r valorile coeficienților X și Y sunt luate ca și pentru rulmenții cu două rânduri: pentru rulmenții cu bilă conform tabelului. 64; pentru rulmenți cu role - conform tabelului. 66.
Exemplul 1 Selectați rulmenții de rulare pentru lagărele arborelui de ieșire al cutiei de viteze a pintenului (Fig. 28). Viteza de rotație a arborelui n \u003d 120 rpm. Resursă necesară cu o probabilitate de funcționare de 90%: L 10ah ′ \u003d 25000h. Diametrul suprafețelor de șezut cu ax d \u003d 60mm. Forțe maxime, cu acțiune lungă: F r1max \u003d 6400Н, F r2max \u003d 6400Н, F Amax \u003d 2900H. Mod de încărcare - II (echipabilitate medie). Sunt posibile supraîncărcări pe termen scurt de până la 150% din sarcina nominală. Condițiile de rulment sunt normale. Temperatura de operare preconizată t p ab\u003d 50 ° C
Decizie. 1. Pentru un mod de încărcare tip variabil II, coeficientul de echivalență K E \u003d 0,63 (a se vedea clauza 6).
Calculăm sarcinile echivalente, aducând modul de încărcare alternativ la constanta echivalentă:
F r1 \u003d K E F r1 max \u003d 0,63 · 6400 \u003d 4032H;
Fig. 28. Schema de proiectare de exemplu 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 1827H.
2. Pre-alocați bilă radială rulmenți ușori ce ri 212. Schema de instalare a rulmenților: 2a (vezi fig. 24) - ambele rulmenți sunt blocate; fiecare fixează arborele într-o direcție.
3. Pentru lagărele acceptate în catalog găsim: C r\u003d 52000N, Cu sau \u003d 31000H, d \u003d 60mm, D \u003d 110mm, D w \u003d 15,88 mm.
4. Pentru rulmenții cu bile adânci, din condiția de echilibru a arborelui urmează F a1 \u003d F A \u003d \u200b\u200b1827N, F a2 \u003d 0. Se efectuează calcule suplimentare pentru un rulment mai încărcat al suportului 1.
5. Conform tabelului. 58 pentru relațiile D w cos și/ Dpw \u003d 15.88cos0 ° / 85 \u003d 0.19 găsim valoarea f 0 \u003d 14.2; aici Dpw \u003d 0,5 (d + D) \u003d 0,5 (60 + 110) \u003d 85mm. Mai departe pe masă. 64 determină valoarea coeficientului e pentru raportul f 0 F a1 / C aprox r\u003d 14,2 × 1827/31000 \u003d 0,837: e \u003d 0,27.
6. Raportul F a / F r \u003d 1827/4032 \u003d 0,45, care este mai mare decât e \u003d 0,27. Conform tabelului 64 pentru raportul f 0 F a1 / C sau \u003d 0,837 luăm X \u003d 0,56, Y \u003d 1,64.
7. sarcină radială dinamică echivalentă conform formulei (27) la V \u003d 1 (rotație a inelului interior); K B \u003d 1,4 (vezi tabelul 69); K T \u003d 1 ( t sclav<100°С)
P r\u003d (1 · 0,56 · 4032 + 1,64 · 1827) 1,4 · 1 \u003d 7356Н.
8. Durata de viață calculată corectată conform formulei (31) cu 1 \u003d 1 (probabilitate de funcționare fără 90%, fila 68) și 23 \u003d 0,7 (condiții normale de utilizare, fila 70), k \u003d 3 (rulment cu bile )
9. Deoarece viața de proiectare este mai mare decât cea necesară: L 10ah\u003e L 10ah ′ (34344\u003e 25000), rulmentul 212 alocat anterior este potrivit. Cu resursa necesară, fiabilitatea este peste 90%.
Exemplul 2 Selectați rulmenții pentru lagărele din cutia de viteze de transportare a lanțului (Fig. 29). Viteza de rotație a arborelui n \u003d 200 rpm. Resursă necesară cu o probabilitate de uptime de 90%:
L 10ah ′ \u003d 20000h. Diametrul suprafețelor de așezare a arborelui d \u003d 45mm. Forțe maxime, cu acțiune lungă: F r1max \u003d 9820Н, F r2max \u003d 8040Н, F Amax \u003d 3210Н. Modul de încărcare este III (normal normal). Sunt posibile supraîncărcări pe termen scurt de până la 150% din sarcina nominală. Condițiile de rulment sunt normale. Temperatura de operare preconizată t sclav\u003d 45 ° C
Decizie. 1. Pentru un mod de încărcare tip III variabil, coeficientul de echivalență K E \u003d 0,56 (a se vedea clauza 6).
echivalent DC:
2. Pre-alocați rulmenți conice din seria ușoară - 7209A. Schema de instalare a rulmentului: 2a (vezi Fig. 24) - ambele rulmenți se blochează: fiecare fixează arborele într-o direcție.
R\u003d 62700H, e \u003d 0,4, Y \u003d 1,5.
4. Forțele axiale minime necesare pentru funcționarea normală a lagărelor unghiulare de contact:
Fig. 29. Schema de proiectare de exemplu 2
Fie F a1 –F a1min \u003d 1826Н; apoi din starea de echilibru a arborelui rezultă: F a2 \u003d F a1 + F A \u003d \u200b\u200b1826 + 1798 \u003d 3624Н, ceea ce este mai mult - F a2min \u003d 1495Н, prin urmare, reacțiile axiale ale suporturilor au fost găsite corect.
5. Raportul F a1 / F r1 \u003d 1826/5499 \u003d 0,33, care este mai mic decât e \u003d 0,4. Apoi pentru suportul 1: X \u003d 1, Y \u003d 0.
Raportul F a2 / F r2 \u003d 3624/4502 \u003d 0,805, care este mai mare decât e \u003d 0,4. Apoi pentru suportul 2: X \u003d 0,4, Y \u003d 1,5.
6. Sarcină radială dinamică echivalentă pentru rulmenți la V \u003d 1; K B \u003d 1.4 (vezi tabelul 69) și K T \u003d 1 ( t sclav<100°С) в опорах 1 и 2.
7. Pentru un rulment cu un rulment mai greu 2, calculăm, conform formulei (31), durata de viață corectată calculată pentru 1 \u003d 1 (probabilitatea de funcționare fără defect este de 90%, Tabelul 68), un 23 \u003d 0,6 (condiții normale de utilizare, tabelul 70) și k \u003d 10/3 (rulment)
8. Deoarece viața estimată este mai mare decât cea necesară: L 10ah\u003e L 10ah ′ (21622\u003e 20.000), rulmentul 7209A atribuit anterior este adecvat. Cu resursa necesară, fiabilitatea este puțin mai mare de 90%.
Exemplul 3 Selectați rulmenții pentru suporturile arborelui vierme (Fig. 30). Frecvența de rotație a arborelui este de 920 rpm. Resursă necesară cu o probabilitate de uptime de 90%:
L 10ah ′ \u003d 2000h. Diametrul suprafețelor de șezut cu ax d \u003d 30mm. Forțe maxime, cu acțiune lungă: F r1 max \u003d 1000Н, F r2 max \u003d 1200Н, F Amax \u003d 2200Н.
Fig. 30. Schema de proiectare de exemplu 3
Modul de încărcare este 0 (constant). Sunt posibile supraîncărcări pe termen scurt de până la 150% din sarcina nominală. Condițiile de rulment sunt normale. Temperatura de operare preconizată t sclav\u003d 65 ° C.
Decizie. 1. Pentru un mod de încărcare tipic 0, coeficientul de echivalență K E \u003d 1,0.
Calculăm sarcina echivalentă:
2. Seria de lumină unghiulară de contact pentru rulmenți cu bile prealabile - 36206, unghiul de contact α \u003d 12 °. Schema de instalare a rulmenților: 2a (vezi fig. 24) - ambele rulmenți sunt blocate; fiecare fixează arborele într-o direcție.
3. Pentru lagărele acceptate din catalog găsim: C r\u003d 22000N, C sau \u003d 12000N, d \u003d 30 mm, D \u003d 62mm, D w \u003d 9,53 mm.
4. Forțele axiale minime necesare pentru funcționarea normală a rulmenților unghiulari de contact în conformitate cu formulele (24), (25):
pentru sprijin 1
Găsim forțele axiale care încarcă rulmenții.
Luăm F a1 \u003d F a1min \u003d 347N, apoi urmează condițiile de echilibru ale arborelui: F a2 \u003d F a1 + F A \u003d \u200b\u200b347 + 2200 \u003d 2547Н, care este mai mult decât F a2min \u003d 431Н, prin urmare, reacțiile axiale ale rulmenților au fost găsite corect.
5. Calculul suplimentar efectuăm mai mult suport încărcat 2. Conform tabelului. pentru raportul D w cos α / D pw \u003d 9,53 × cos12 ° / 46 \u003d 0,2, găsim valoarea f 0 \u003d 14, aici D pw \u003d 0,5 (d + D) \u003d 0,5 (30 + 62) \u003d 46. Mai departe pe masă. 64 determină valoarea coeficientului e pentru relațiile f 0 iF a2 / Cu sau\u003d 14 · 1 · 2547/12000 \u003d 2.97: e \u003d 0.49 (determinat prin interpolare liniară pentru valori intermediare de "relative" sarcină axială"și unghiul de contact). Raportul F a2 / F r2 \u003d 2547/1200 \u003d 2.12, care este mai mare decât e \u003d 0.49. Atunci pentru suport (tabelul 64): X \u003d 0.45; Y \u003d 1.11 ( interpolare liniară definită pentru valorile „sarcinii axiale relative de 2.1 și un unghi de contact de 12 °).
6. Sarcina radială dinamică echivalentă conform formulei (27) la V \u003d 1, K B \u003d 1.3 (vezi tabelul 69) și K T \u003d 1 ( t sclav<100°С)
7. Resursa corectată calculată, cu 1 \u003d 1 (probabilitatea de funcționare fără defect este de 90%, fila 68) și 23 \u003d 0,7 (condiții normale de utilizare, fila 70) și k \u003d 3 (rulment cu bilă)
8. Deoarece viața estimată este mai mare decât cea necesară: L 10ah\u003e L10ah ′ (2317\u003e 2000), rulmentul 36206 atribuit anterior este potrivit. Cu resursa necesară, fiabilitatea este puțin mai mare de 90%.
Exemplul 4 Calculați durata estimată de ajustare a rulmenților conice 1027308A ale suportului de fixare al arborelui de vierme (Fig. 31). Frecvența de rotație a arborelui n \u003d 970 rpm. Probabilitatea de funcționare este de 95%. Forțe maxime, cu acțiune lungă: F rmax \u003d 3500Н, F Amax \u003d 5400Н. Modul de încărcare este I (greu). Sunt posibile supraîncărcări pe termen scurt de până la 150% din sarcina nominală. Condițiile de rulment sunt normale. Temperatura de operare preconizată t sclav\u003d 85 ° C
Decizie. 1. Pentru un mod de încărcare tipic I variabil, coeficientul de echivalență K E \u003d 0,8 (a se vedea punctul 6).
Calculăm sarcinile echivalente, aducând modul de încărcare alternativă echivalent DC:
2. Pentru un rulment conic cu unghi mare de conicitate - simbol 1027308A- conform catalogului C r\u003d 69300H, e \u003d 0,83.
3. Ansamblul rulment al suportului de fixare al viermei este format din doi rulmenți conicați cu unghi unghiular de contact identici, care sunt considerați ca rulment dublu rândîncărcat cu forțe F r și F a \u003d F A. Pentru un set de două rulmenți, avem C r sumă\u003d 1.714C r \u003d 1.714.69300 \u003d 118780N.
4. Raportul F a / F r \u003d 4320/2800 \u003d 1.543, care este mai mare decât e \u003d 0,83. Definiți valoarea unghiului de contact α (tabelul 66):
α= arctg (e / 1.5) \u003d arctg (0.83 / 1.5) \u003d 28.96 °.
Apoi pentru un rulment de contact unghiular cu două rânduri:
X \u003d 0,67;
Y \u003d 0,67ctgα \u003d 0,67ctg28,96º \u003d 1,21.
5. Sarcină radială dinamică echivalentă conform formulei (27) la V \u003d 1; K B \u003d 1,4; K T \u003d 1
6. Resursă ajustată estimată a 1 \u003d 0,62 (95% probabilitate de funcționare fără defecțiuni, tabelul 68), 23 \u003d 0,6 (tabelul 70) și k \u003d 10/3 (rulment)
Fig. 31. Schema de proiectare de exemplu 4