Расчет по допускаемым давлениям в подшипниках

Как правило, расчет ведут по реакции R на опору, отнесенной к площади проекции цапфы на плоскость, перпендикулярную линии действия реакции:

p=  ≤[p]

В подшипниках большинства стационарных машин р == 1...4 Н/мм ² в зависимости от условий работы и материалов;

в коренных подшипниках двигателей внутреннего сгорания р = = 4...20 Н/мм²; в подшипниках валков прокатных станов р = = 15...50 Н/мм². Расчет используется как проверочный, так как диаметр цапфы уже определен конструктивно после расчета вала.

Расчет по произведению давления в подшипнике на скорость скольжения.

 На теплообразование в подшипниках и их износ влияют как давление р (Н/мм2), так и скорость v (м/с). Поэтому степень теплообразования, а также износ подшипника оцениваются по параметру pv (МПа*м/с), который должен быть меньше допускаемого:

pv ≤[pv]

Произведение pv характеризует в некоторой степени теплообразование в подшипнике, а также износ. В подшипниках стационарных машин pv = 2... 10 Н • м/(мм 2 • с). В опорах скольжения быстроходных и тяжелонагруженных машин при хорошем охлаждении значение pv может быть значительно выше.

В подшипниках автомобильных двигателей pv = 25... 35 Н • м/(мм 2 • с),

поршневых авиационных двигателей 30...50,

прокатных станов 40...200,

паровых турбин 100 Н • м/(мм 2 - с) и выше.

Пример 3.3.

На рис. 3.32 показан вал червячного редуктора, воспринимающего радиальные нагрузки R₁ = 9000 Н, R₂ = 7000 Н и осевую F - 3000 Н. Вал вращается с угловой скоростью ω = 7,65 рад/с. Цапфы вала имеют одинаковый диаметр d = 60 мм, a d₁ = 65 мм. Вкладыши выполнены в виде втулок из бронзы БрОбЦбСЗ. Определить длину вкладышей l и диаметр D торцовой части вкладыша, воспринимающей осевую нагрузку.

Р е ш е н и е.

1. В соответствии с рекомендациями для механизма стационарной машины принимаем [p] = 3 Н/мм2.

2. Расчет по допускаемому давлению проводим для левой опоры, так как она испытывает большую нагрузку, чем правая. Из зависимоcти  ≤[p] определяем длину вкладыша l≥ = =50мм

3. Проверяем пару цапфа — вкладыш на условие pv ≤ [pv]. Вначале определим окружную скорость

v = =7,65 =230 мм/с=0,23 м/с

Критерий pv = 3 • 0,23 = 0,69 Н • м/(мм² • с). Допускаемое значение этого критерия для стационарных машин находится в пределах 2... 10 Н м/(мм² с), что значительно выше фактического.

4. Из условия износостойкости торцовой части вкладыша фактическое давление на его торец

p 1=  должно быть меньше допускаемого, следовательно ≤ [p] Из этого условия определим диаметр D ≥ +d =  + 652=74,15 мм Принимаем D =75 мм

5. Проверяем на нагрев торцовую часть вкладыша при линейной скорости, соответствующей среднему диаметру опорной поверхности:

v_cp = ω(D + d₁)/4 = 7,65(75+ 65)/4 = 267 мм/с = 0,276 м/с.

При этом критерий p₁v _cр = 3 • 0,267 = 0,801 Н • м/(мм2 - с), что значительно ниже допускаемого

[pv] = 2... 10 Н • м/(мм2 с).

Опоры скольжения вертикально расположенных валов называются подпятниками

IV. Этап закрепления

Контрольные вопросы

1. Как подразделяются подшипники скольжения по направлению нагрузок?, показать на примере.

2. Какие типы подшипников скольжения существуют?

3. По каким критериям производится расчет подшипников скольжения?

V. Задание на дом: Записи, техническая механика Стр.159-163 стр___________