ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ

Выбор подшипников качения производят по при­веденной нагрузке R и расчетному ресурсу L (млн об.) по формуле

С_расч = (27.10)

где g = 3 для шарикоподшипников, q = 3,33 для роликопод­шипников.

Используя полученное расчетное значение динамической

грузоподъемности, по справочнику или каталогу выбирают

подшипник, при этом должно быть удовлетворено условие

Срасч <С (С — динамическая грузоподъемность подшипника

по каталогу).

Если подшипник принят по конструктивным соображениям, то расчетом проверяют его ресурс, ч:

В этих соотношениях под R понимают приведенную на­грузку при постоянном режиме работы и эквивалентную на­грузку (см. с. 455) при переменном режиме работы, η — ча­стота вращения, об/мин.

Отметим, что для одних и тех же условий (характера на­грузок, частоты вращения, коэффициента работоспособности) могут быть использованы подшипники различных типов. На практике при выборе типа подшипника учитывают его сто­имость, а также опыт эксплуатации узлов, аналогичных проек­тируемому.

§ 5. КОНСТРУКЦИИ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ

Подшипниковый узел должен обеспечить воспри­ятие радиальных и осевых сил, а также исключить осевое смещение вала, нарушающее нормальную работу сопряженных деталей (зубчатых и червячных колес, червяков, уплотнений и др.). Это достигается за счет крепления подшипников на валах и фиксирования их в корпусе.

1'ис. 27.7. Способы установки подшипников:

а — сплавающей опорой; б — враспор

Посадки внутренних колец на вал осуществляют в системе отверстия, наружных колец в корпус — по системе вала. Посад­ки подшипников даны в ГОСТ 25347 — 82.

Выбор посадки зависит от условий работы. Если вращается вал, то его соединение с внутренним кольцом подшипника производят по посадке с натягом (g6, k6, j_s6, тб, иб, Ы и др.). Наружное кольцо в этом случае устанавливается в корпус по посадке с зазором или переходной посадке, которая также допускает зазор (H7, ΚΊ, J7, J_s6, Кб и др.). Так устра­няют возможное заклинивание тел качения и неравномерный износ дорожки качения на наружном кольце.

Конструкции подшипниковых узлов должны исключать также заклинивание тел качения при действии осевой нагрузки, теп­лового расширения валов или погрешностей изготовления. В связи с этим получили наибольшее распространение следую­щие два способа фиксирования подшипников в корпусе.

Первый способ состоит в том, что одну опору, восприни­мающую радиальную силу, делают скользящей (плавающей), оставляя зазор 0,2 — 1,0 мм между наружным кольцом и крыш­кой (рис. Π Л, а; правая опора). Зазор регулируется прокладками (зачернены на рисунке). Второй подшипник жестко закрепляют η корпусе и он может воспринимать радиальную и осевые двусторонние силы. Левая опора на рис. 27.7, а имеет фик­сацию обоих колец с помощью разрезного кольца 1, гайки 2 и крышки 3.

Такой способ установки подшипников применяют в конструкциях при любой длине валов, а также при установке налов в подшипники, размещенные в разных корпусах; его широко используют в передачах (кроме конических и червяч­ных).

Основной недостаток способа - малая жесткость вала в осевом, радиальном и угловом направлениях.

Угловая жесткость вала может быть повышена при уста­новке в фиксированной опоре двух подшипников, за счет регулировки которых сводят к минимуму также радиальные и осевые смещения («игру») вала. В таком исполнении спо­соб применяют и для установки валов конических и червяч­ных передач, требующих точной осевой фиксации.

Второй способ состоит в том, что внешние торцы наружных колец подшипников упирают в торцы крышек или других деталей корпуса (рис. 27.7, б) - фиксация в распор с гарантиро­ванным зазором 0,2 - 0,3 мм (регулируемым с помощью прок­ладок) для компенсации возможного теплового расширения. При такой установке внешняя осевая сила будет восприни­маться либо одной, либо другой крышкой.

Этот способ конструктивно прост и наиболее часто при­меняется при установке валов конических и червячных пере­дач с использованием радиально-упорных шариковых и роли­ковых подшипников, а также при установке коротких жестких валов.

Если конструктивно допустимо некоторое осевое смещение, то в качестве опор, воспринимающих осевые силы, могут использоваться радиальные и сферические шарикоподшипники, а также сферические роликоподшипники.

Рис. 27.8. Способы крепления внутренних колец подшипников:

α — посадка с натягом; б—кольцом, посаженным снатягом, иштифтом; β - пружинным стопорным кольцом; г - гайкой и стопорной шайбой; д - тор­цовой шайбой и корончатой гайкой со шплинтом; е - плоской торцовой шайбой ивинтом

Рис. 27.9. Способы крепления наружных колец в корпусах:

а — кольцами, привинченными к стенкам корпуса; б —пружинным стопорным кольцом; в —крышкой; г — установкой кольца в крышке; д — специальной фасонной шайбой; е — разрезной фасонной шайбой с резьбой

использоваться радиальные и сферические шарикоподшипники, а также сферические роликоподшипники.

Способы фиксации внутренних колец на валах и наружных колец в корпусах разнообразны (рис. 27.8 и 27.9).

Способы смазывания подшипников даны в гл. 28.

Пример. Подобрать подшипники для вала зубчатой передачи, работающей при постоянном режиме и нагрузке со значительными толчками: F_rl = 4000 Η; F_al = 800 Η; F_r2 = 1500 Η; η = 2000 об/мин; l._h = 10000 ч; желательный диаметр отверстия 45 мм; температура и подшипнике t < 100 °С.

Решение. Расчет ведем по наиболее нагруженному первому под­шипнику.

Так как осевая нагрузка невелика, а частота вращения значи-чсльная, то выбираем шарикоподшипник радиальный.

1. Вычисляем отношение при V = 1:

Полученное значение находится в пределах табличных значений e (см. табл. 27.1). Однако определить коэффициенты X и У для ра­счета приведенной нагрузки по формуле (27.9) мы не может, так как неизвестно значение е, соответствующее отношению F_a/C₀ для иско­мого подшипника (подшипник пока не подобран и неизвестно значе­ние C_O). Задачу решаем подбором.

2. В первом приближении полагаем, что е_расч < е_табЛ и принимаем из табл. 27.1 X = 1 и У= 0.

3. Определяем приведенную нагрузку при Κ_τ = 1 и K_б = 1,3:

4. Вычисляем долговечность

5. По формуле (27.10) находим динамическую грузоподъемность

С_расч = R L= 5200 1200 = 54 600 Η.

6. По каталогу для подшипников тяжелой серии при d = 45 мм
находим С = 60400 Н, что выше расчетного значения, т. е. С > С_рает.

7. Полагаем, что мы занизили значение У, приняв У= 0, и про­
веряем подшипник с d = 45 мм. По таблице [4] С_о = 46400 Н, при
этом отношение FJC₀ = 800/46 400 = 0,017.

Однако по табл. 27.1 этому значению отношения F_a/C₀ соответ­ствует е_табл = 0,205 > е_расч (е_расч = 0,2). Следовательно, значения коэф­фициентов X и Υ приняты правильно, и подшипник 409 с d = 45 мм удовлетворяет режиму работы.

ГЛАВА