2014-02-02
1895
Лекция № 10
Выбор подшипника по динамической грузоподъемности
По справочнику на стандартные подшипники выбирают подшипник, соответствующий серии, для которого выполняются условия:
При подборе подшипников по динамической грузоподъемности используют эмпирическую зависимость:
где L и L h – долговечность в млн.оборотов или в часах соответственно,
С - динамическая грузоподъемность, Н;
Р – эквивалентная динамическая нагрузка, Н;
n – частота вращения подвижного кольца, об/мин.
Обычно долговечность всего прибора определяется долговечностью наиболее ответственного элемента конструкции, например, в электромеханических приводах - долговечностью двигателя.
Если долговечность является известной или заданной величиной, то динамическая грузоподъемность определяется по формуле:
Эквивалентную динамическую нагрузку для однорядных радиальных и радиально-упорных подшипников определяют по формуле:
где V – коэффициент вращения;
(V =1 – вращение внутреннего кольца, V =1,2 – вращение наружного кольца),
|
|
|
X,Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузки;
K б – коэффициент безопасности, учитывающий динамические нагрузки;
K т – температурный коэффициент, учитывающий влияние температурного режима работы на долговечность подшипника.
Значения коэффициентов выбираются из таблиц.
Расчетную величину динамической грузоподъемности определяют по формуле:
По справочнику на стандартные подшипники выбирают подшипник, соответствующий серии, для которого выполняются условия:
При вращении внутреннего кольца подшипника с угловой скоростью ω и при неподвижном наружном кольце относительным движением шарика является его вращение вокруг мгновенного центра вращения – точки K2 касания шарика с наружным кольцом.
Рассмотрим соотношения скоростей между телами качения и дорожками подшипника в соответствии с обозначениями рисунка. Сепаратор вращается в том же направлении, что и внутреннее кольцо.
где - окружные скорости точки шарика К 1 и центра шарика О, d в – внутренний диаметр внутреннего кольца; d о – диаметр окружности, проходящий через центры шариков;
d ш – диаметр шарика; ω ш – угловая скорость шарика при вращении вокруг своей оси;
ω 0 – угловая скорость шарика при вращении вокруг вала.
Погрешности в диаметрах шариков приводит к изменению значений ω 0, при этом крупные шарики тормозят, а мелкие ускоряют движение. Между шариком и сепаратором возникают силы трения, увеличивающие износ. Кроме того, при действии радиальных нагрузок контакт шарика с внутренними кольцами происходит не в точке, а по некоторой площадке аК1а. При этом vAK > vА ш. В результате имеет место трение скольжения между шариком и внутренним кольцом.
|
|
|
Составляющие трения в подшипнике качения:
- трение качения – трение шарика при качении по кольцу;
- трение скольжения;
- трение о смазку.
Зависимость изменения работы, затрачиваемой на преодоление трения от радиального усилия, представлена на рисунке. Отрезок ab соответствует трению от наличия смазки (кривая 1), отрезок bc – трению о сепаратор (кривая 2), отрезок cd – трению тел качения о беговые дорожки колец (кривая 3). Из рисунка видно, что момент трения определяется в основном перекатыванием шариков по беговым дорожкам.
Предположим, что вращается внутреннее кольцо под действием внешнего момента М
с ω = const. При перекатывании шариков и действии нагрузок F i на площадках аK 1 a и бK2б контакта шарика с кольцами возникает нормальное давление. Нормальные давления F Ni смещены относительно K 1 и К 2 в зоны возрастания упругих деформаций. Смещение равно коэффициенту трения К. В условиях трения без скольжения возникают касательные силы трения. При установившемся режиме движения внешний момент равен моменту трения.
Точный расчет M тр очень сложен и затруднен наличием многих факторов, поэтому в инженерной практике пользуются эмпирическими зависимостями.
При радиальной нагрузке:
,
При осевой нагрузке:
,
.
M 0 = 0,004 D 0,
Где f – коэффициент трения качения:
при радиальной нагрузке f = 0,01 – 0,02;
при осевой нагрузке f = 0,03 – 0,04.
В упорных подшипниках:
