Примеры расчета работоспособности подшипников качения
Исходные данные:
схема крепления подшипников – враспор;
требуемая долговечность работы подшипника – LN=18250 часов;
крутящий момент – T1=1,1 Н м;
осевая нагрузка, действующая на вал – Fa=400 Н;
скорость вращения вала – n=1300 об/мин,
делительный диаметр
зубчатого
колеса – d1=36
мм.
Решение:
Выберем радиально-упорный подшипник.
Рассчитаем эквивалентную нагрузку Р:
,
где X – коэффициент радиальной нагрузки;
V – коэффициент, учитывающий, какое кольцо вращается (для внутреннего υ=1);
Fr – радиальная нагрузка на подшипник, Н;
Y – коэффициент осевой нагрузки;
Fa – осевая нагрузка на подшипник с учётом осевой составляющей от действия радиальной нагрузки, Н;
KT – коэффициент, учитывающий температуру подшипника (при t<100ºC, KT =1);
Kб – коэффициент безопасности (при нагрузке с лёгкими толчками и кратковременными перегрузками до 125% номинальной нагрузки Kб =1,1).
Рисунок 7 – Схема действия сил
Таблица 6 – Определение реакций опор и осевой силы
Вертикальная плоскость |
Горизонтальная плоскость |
|
|
13,9
Н;
8,3
Н.
38,4
Н;
22,7
Н.
В свою очередь:
24,17
Н;
40,84
Н.
Рассчитаем осевые составляющие для более нагруженной опоры В:
22,87
Н,
где e = 0,56 – вспомогательный коэффициент (x=0,44; y=1,00).
Таким образом, имеем:
результирующая осевая нагрузка для подшипника В:
422,87
Н;
эквивалентная динамическая нагрузка:
484,92
Н;
динамическая грузоподъёмность: С = 8500 Н, (табличное значение по каталогу для данного подшипника);
долговечность подшипника:
часов;
запас долговечности:
;
На основании расчета можно сделать следующий вывод: срок службы подшипников достаточен.
Порядок выполнения работы
Изучить теоретическую часть лабораторной работы.
Записать условное обозначение образцов подшипников и выполнить его расшифровку.
По выданному ранее варианту задания (лабораторная работа №1, таблица исходных данных, Приложение В) выполнить расчет работоспособности подшипников качения.
Оформление результатов работы
Начертить эскиз подшипникового узла, расположив подшипники на валу симметрично по отношению к зубчатому колесу.
Выбрать подшипники качения (Приложения А-Д) для условий нагружения в соответствии с результатами выполнения лабораторной работы №1.
Определить динамическую грузоподъемность, долговечность и запас долговечности подшипников качения.
Приложение а
Подшипники шариковые радиальные однорядные (ГОСТ8338-75)
Обозна- чение |
Размеры, мм |
Грузоподъемность, кН |
Обозна- чение |
Размеры, мм |
Грузоподъемность, кН |
||||||||
d |
D |
В |
r |
C |
C0 |
d |
D |
В |
r |
C |
C0 |
||
Легкая серия |
Средняя серия |
||||||||||||
23 |
3 |
10 |
4 |
0,3 |
0,490 |
0,217 |
– |
|
|
|
|
|
|
24 |
4 |
13 |
5 |
0,4 |
0,900 |
0,415 |
34 |
4 |
16 |
5 |
0,5 |
1,45 |
0,74 |
25 |
5 |
16 |
5 |
0,5 |
1,48 |
0,74 |
35 |
5 |
19 |
6 |
0,5 |
2,19 |
1,16 |
26 |
6 |
19 |
6 |
0,5 |
2,17 |
1,16 |
– |
|
|
|
|
|
|
27 |
7 |
22 |
7 |
0,5 |
3,25 |
1,35 |
– |
|
|
|
|
|
|
28К |
8 |
24 |
8 |
0,5 |
3,33 |
1,36 |
– |
|
|
|
|
|
|
29 |
9 |
26 |
8 |
1,0 |
4,62 |
1,96 |
– |
|
|
|
|
|
|
200 |
10 |
30 |
9 |
1,0 |
5,90 |
2,65 |
300 |
10 |
35 |
11 |
1,0 |
8,06 |
3,75 |
201 |
12 |
32 |
10 |
1,0 |
6,89 |
3,10 |
301 |
12 |
37 |
12 |
1,5 |
9,75 |
4,65 |
202 |
15 |
35 |
11 |
1,0 |
7,80 |
3,55 |
302 |
15 |
42 |
13 |
1,5 |
11,40 |
5,40 |
203 |
17 |
40 |
12 |
1,0 |
9,56 |
4,50 |
303 |
17 |
47 |
14 |
1,5 |
13,50 |
6,65 |
204 |
20 |
47 |
14 |
1,5 |
12,7 |
6,2 |
304 |
20 |
52 |
15 |
2 |
15,9 |
7,8 |
205 |
25 |
52 |
15 |
1,5 |
14,0 |
6,95 |
305 |
25 |
62 |
17 |
2 |
22,5 |
11,4 |
206 |
30 |
62 |
16 |
1,5 |
19,5 |
10,0 |
306 |
30 |
72 |
19 |
2 |
28,1 |
14,6 |
207 |
35 |
72 |
17 |
2 |
25,5 |
13,7 |
307 |
35 |
80 |
21 |
2,5 |
33,2 |
18,0 |
208 |
40 |
80 |
18 |
2 |
32,0 |
17,8 |
308 |
40 |
90 |
23 |
2,5 |
41,0 |
22,4 |
209 |
45 |
85 |
19 |
2 |
33,2 |
18,6 |
309 |
45 |
100 |
25 |
2,5 |
52,7 |
30,0 |
210 |
50 |
90 |
20 |
2 |
35,1 |
19,8 |
310 |
50 |
110 |
27 |
3 |
61,8 |
36,0 |
Пример обозначения подшипника 209: «Подшипник 209 ГОСТ 8338-75».