Сравнительная характеристика подшипников качения

⇐ ПредыдущаяСтр 14 из 17Следующая ⇒

Тип подшипника	Обозначение	Изображение на схемах	Относи-тельная радиальная грузоподъ-ёмность	Относительная быстроходность	Относительная стоимость
Шарикоподшипник радиальный однорядный		Рис. 17.1, а, д, е
Роликоподшипник с короткими цилиндрическими роликами		Рис. 17.1, б	1, 5		1, 2
Шарикоподшипник радиально-упорный с углом контакта a= 26°		Рис. 17.1, г	1, 2		1, 8
Роликоподшипник радиально-упорный (конический) однорядный		Рис. 17.1, в, д		0, 7
Шарикоподшипник упорный однорядный		Рис. 17.1, е	-	0, 3	1, 1

17.2. ВЫБОР СХЕМЫ
РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ

В цилиндрических косозубых редукторах при угле наклона зубьев b £ 15° возникают небольшие осевые силы, которые могут восприниматься радиальными шарикоподшипниками (схема на рис. 17.1, а), имеющими естественные бурты на дорожках качения колец подшипников. Осевая нагрузка F_a воспринимается при этом только фиксированной опорой. Другая, «плавающая», опора воспринимает только радиальную нагрузку, обычно меньшую по величине, для облегчения перемещения этой опоры при тепловых деформациях.

г)

а)

Вал с одной фиксированной и одной плавающей опорой является фиксированным. В редукторах с раздвоенной ступенью и шевронныхпроектируют плавающие валы, например по схеме рис. 17.1, б.

е)

д)

в)

б)

Рис. 17.1. Схемы расположения подшипников

Для восприятия радиальной и значительной осевой нагрузки в червячных и конических редукторах используют радиально-упорные подшипники. Особенность таких конструкций – одностороннее восприятие осевой нагрузки. На рис. 17.1, в изображена схема постановки конических роликоподшипников «враспор». Осевую нагрузку в данной схеме воспринимает подшипник 1.
В каждом радиально-упорном подшипнике при действии радиальной нагрузки возникает осевая составляющая S, связанная с конструкцией подшипника, где поверхность контакта наклонена под углом контакта α к оси подшипника. Для радиально-упорных (конических) роликоподшипников осевая составляющая:

, (17.1)

где е – коэффициент осевого нагружения [9]; для радиально-упорных конических подшипников он приведен в табл. 17.2.

Таблица 17.2

Коэффициенты для радиально-упорных конических
подшипников с углом контакта α = 12°

Однорядные	Двухрядные	e
F_a/VF_r ≤ e	F_a/VF_r ≥ e	F_a/VF_r ≤ e	F_a/VF_r≥ e
X	Y	X	Y	X	Y	X	Y
		0, 4	0, 4ctgα		0, 45 ctg α	0, 67	0, 67 ctg α	1, 5 tg α

Для радиально-упорных шарикоподшипников (рис. 17.1, г) осевая составляющая:

. (17.2)

На рис. 17.1, г подшипники поставлены «врастяжку». Результирующие осевые нагрузки определяют по пособию [9]. Например, для схемы рис. 17.1, в при S₁ < S₂:

. (17.3)

В общем случае осевую нагрузку для подшипника, на который направлена осевая сила F_a, определяют её суммированием с осевой составлбющей, а осевая нагрузка другой опоры равна собственной осевой составляющей S. При выборе схемы расположения радиально-упорных подшипников («враспор» или «врастяжку») следует учитывать, что осевую нагрузку желательно направлять на менее нагруженный радиальной нагрузкой подшипник для уменьшения разницы в приведенных нагрузках на подшипники. Немаловажную роль также играет возможность использования принятого способа регулирования радиально-упорных подшипников, а также тот факт, что при постановке врастяжку повышается устойчивость вала от действия радиальных нагрузок за счёт бó льшего расстояния между точками их приложения.

Для длинных валов червяка (L > 350 мм) с целью компенсации тепловых деформаций используют схему рис. 17.1, д со сдвоенным (или двухрядным) радиально-упорным подшипником в одной опоре и радиальным подшипником в плавающей опоре. Подшипник в фиксированной опоре 2 рассматривают как двухрядный, а осевые составляющие S не рассчитывают. Подшипниковые узлы червяков средних и тяжелых редукторов могут включать и упорные подшипники (рис. 17.1, е).

РАСЧЁТ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

При проектировании машин подшипники качения не конструируют и не рассчитывают, а подбирают из каталогов стандартных типоразмеров по условным параметрам. В зависимости от частоты вращения п их подбирают (рассчитывают) по двум параметрам: динамическая грузоподъёмность С и статическая грузоподъёмность С₀, что соответствует критериям контактная выносливость и статическая прочность.

По первому критерию расчёт ведут на долговечность по усталостному выкрашиванию при п > 1 об/мин (при п = 1...10 принимают п = 10 об/мин). Расчётным параметром является динамическая грузоподъёмность.

Паспортная (табличная) динамическая грузоподъёмность С – это такая постоянная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение 1 млн оборотов без появления признаков усталости не менее чем у 90% из группы идентичных подшипников (т. е. вероятность неразрушения Р = 0, 9). Поскольку паспортная грузоподъёмность обычно выше потребной, недолговечных подшипников не 10%, а 3...5%. Остальные подшипники в соответствии с кривой выносливости будут иметь ресурс, превышающий расчётный. Потребная динамическая грузоподъёмность:

, (17.4)

где Р – приведенная нагрузка; р – показатель степени кривой выносливости; принимают р = 3 – для шариковых и р = 3, 33 – для роликовых подшипников при вероятности безотказной работы
Р = 0, 9; а – коэффициент надёжности; выбирают по ГОСТ 18875 и по табл. 17.3 в зависимости от вероятности неразрушения.

Таблица 17.3

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 12 131415 16 17 Следующая ⇒