сокая температура вызывает снижение рдости).

Вычисление базового ресурса основано

том, что толщина масляной пленки в !нах контакта тело качения - дорожка качения равна или немного больше суммарной шероховатости поверхностей контакта. При этом 0=1.

Рекомендации по значению коэффициента оз других условий дает изготовитель подшипников.

При выборе типоразмера подшипников и расчете скорректированного ресурса для конкретных условий эксплуатации предполагают, что подшипники соответствуют необходимому классу точности и обеспечены требуемые прочность и жесткость валов и корпусов.

Применение в формуле расчета скорректированного ресурса значений 02 > 1 и оз > 1 должно быть строго обосновано.

ВЫБОР И РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Определение сил, нагружающих подшипники

Определение раоиальных реакции. Вал

на подшипниках, установленных по одному в опоре, условно рассматривают как балку на шарнирно-подвижных опорах или как балку с одной шарнирно-подвижной и одной шарнирно-неподвижной опорой. Радиальную реакцию подшипника считают приложенной к оси вала в точке пересечения с Ней нормалей, проведенных через середины контактных площадок. Для радиальных подшипников эта точка расположена на середине ширины подшипника. Для радиально-упорных подшипников расстояние а между этой точкой и торцом подшипника может быть определено фафиче-ки (рис. 25) или аналитически:

Подшипники шариковые радиально-Упорные однорядные

а = 0,5[s + 0,5(c? + Z))tga

Подшипники роликовые конические од- орядные

о = 0,5[Г+ ( + /))е/3..

р Рину в кольца, монтажную высоту ФФициент е осевого нафужения, угол

Рис.25.Расположение точки приложения радиальной реакции в радиально-упорных подшипниках

а контакта, а также диамефы d и D принимают по каталогу.

Реакции опор определяют из уравнения равновесия: сумма моментов внешних сил относительно рассмафиваемой опоры и момента реакции в другой опоре равна нулю.

В ряде случаев направление вращения может быть переменным или неопределенным, причем изменение направления вращения может привести к изменению не только направления, но и значений реакций опор. При установке на концы валов соединительных муфт направление силы на вал от муфты неизвестно. В таких случаях при расчете реакций рассмафивают наиболее опасный вариант. Возможная ошибка при этом приводит к повышению надежности.

Определение осевых реакций. При установке вапа на двух радиальных шариковых или радиально-упорных подшипниках нерегулируемых типов осевая сила Fa, нафу-жающая подшипник, равна внешней осевой силе F, действующей на вал. Силу Fa воспринимает тот подшипник, который офа-ничивает осе вое пе ремеще ние вала под действием этой силы.

При определении осевых сил, нафу-жающих радиально-упорные подшипники регулируемых типов, следует учитывать осевые силы, возникающие под действием радиальной нафузки Fr вследствие наклона контактных линий. Значения этих сил зависят от типа подшипника, угла контакта, значений радиальных сил, а также от того, как отрегулированы подшипники (см. рис 22, а-в). Если подшипники собраны с

большим зазором, то всю нафузку воспринимает только один или два шарика или ролика (рис. 22, а). Осевая составляющая нафузки при передаче ее одним телом качения равна ivtga. Условия работы подшипников при таких больших зазорах неблагоприятны, и поэтому такие зазоры недопустимы. Обычно подшипники регулируют так, чтобы осевой зазор при установившемся температурном режиме был бы близок к нулю. В этом случае под действием радиальной нафузки 7> находятся около половины тел качения (рис. 22, б), а суммарная по всем нафуженным телам качения осевая составляющая из-за наклона контактных линий равна е и представляет собой минимальную осевую силу, которая должна действовать на радиально-упорный подшипник при заданной радиальной силе:

F =е F а mm i .

(24)

Доя шариковых радиально-упорных подшипников с углом контакта а < 18°

min = коэффициент минимальной осевой нафузки. В подшипниках такого типа действительный угол контакта отличается от начального и зависит от радиальной нафузки Fr и базовой статической фузоподъемности Cor Поэтому коэффициент еопределяют по формулам:

для подшипников с углом контакта а = 12°

е = 0,563(/;/С )

0,195 .

(25)

для подшипников с углом контакта а = 15°

. 0,579(/;/С )

0,136

(26)

Дгя шариковых радиально-упорных подшипников с углом контакта а > 18° е = е и omin =Гг- Значения коэффициента е

осевого нафужения принимают по табл. 64.

конических роликовых. е=0,83е и Fq min - 083 е F . Значения коэффициента е принимают по каталогу.

Под действием силы F наруокное

кольцо подшипника поджато к крышке корпуса. При отсутствии упора кольца в крышку оно будет отжато в осевом направлении, что приведет к нарушению нор-мшьной работы подшипника. Для обеспе-

чения нормальных условий работы occi сила, нафужающая подшипник, дoJ быть не меньше минимальной: F > F .

Это условие должно быть выполнено каждой опоры.

Если F > F jjj, , то более половвд

или все тела качения подшипника naxoj ся под нафузкой (см. рис. 22, в). Жестк< опоры с ростом осевой нафузки увелич] ется, поэтому в некоторых опорах, напр] мер в опорах шпинделей станков, прим( няют сборку с предварительным натягом.

Для нормальной работы радиальщ упорных подшипников необходимо, что( в каждой опоре осевая сила, нафужающ подшипник, была бы не меньше мин мальной:

-01 mill hi Fal min

кроме того, должно быть выполне) условие равновесия вала - равенство нул суммы всех осевых сил, действующих вал. Например, для схемы по рис. 26 имес

Пример нахождения осевых реакщ опор. В представленной на рис. 26 расчс1 ной схеме обозначены: F и - внешш осевая и радиальная нафузки, действуй шие на вал; Ff\ и Fi - радиальные реакцн опор; Fq\ и Fa2 - осевые реакции опор.

Решение может быть найдено при с< вместном удовлетворении трех уравнений:

- из условия F > F j в каждой опс

с учетом (24) следует:

> е[ F.

1 VI

F,2 eF

- из условия равновесия вала под дейст вием осевых сил следует:

Рис. 26. Схема нагружения вала н опор с раднально-упорнымн регулируемыми подшипниками

д;1Я наховдения решения применяют метод попыток, предварительно осевую силу в одной из опор принимая равной минимальной.

1. Пусть, например, F = е[ Fy .

Тогда из условия равновесия вала имеем

Проверяем выполнение условия

для второй опоры. Если при

этом > е2 Frl то осевые силы найдены

правильно. Если f,2<i.2 ( тимо), то нужно предпринять вторую попытку.

2. Следует принять: F = 2 rl из условия равновесия вала имеем

FaX-Pa2A=2r2-A-

При ЭТОМ условие Fy > е[ Fy будет обязательно выполнено.

Подбор подшипников

Основной критерий работоспособности и порядок подбора подшипников зависит от значения частоты вращения кольца. Подшипники выбирают по статической грузоподъемности, если они воспринимают внешнюю нагрузку в неподвижном состоянии или при медленном вращении (w < 10 об/мин). Подшипники, работающие при л > 10 об/мин, выбирают по динамической грузоподъемности, рассчитывая их ресурс при требуемой надежности. Подшипники, работающие при частоте вращения л > 10 об/мин и резко переменной нагрузке, также следует проверять на статическую грузоподъемность.

Предварительно назначают тип и схему установки подшипников (см. выше). Подбор подшипников выполняют для обеих опор вала. В некоторых изделиях, например в редукторах, для обеих опор применяют подшипники одного типа и одного Размера. Тогда подбор выполняют по наи--lee нафуженной опоре. Иногда из соотношения радиальных и осевых сил нельзя Франсе с уверенностью сказать, какая опо-Ра более нафужена. Тогда расчет ведут параллельно для обеих опор до получения ачений эквивалентных нафузок. по ко-

орым и определяют более нафуженную опору

Расчет подшипников на статическую грузоподъемность

Значения базовой статической фузоподъемности для каждого подшипника заранее подсчитаны по формулам (1)-(4) и указаны в каталоге.

При расчете на статическую фузоподъемность проверяют, не будет ли статическая эквивалентная нафузка на подшипник превосходить статическую фузоподъемность, указанную в каталоге:

РогС или Р<С.

При выборе и расчете подшипников следует иметь в виду, что допустимая статическая эквивалентная нафузка Ро может быть меньше, равна или больше базовой статической фузоподъемности. Значение этой нафузки зависит от фебований к плавности хода, малошумности и к моменту фения, а также и от действительной геомефии поверхностей контакта. Чем выше перечисленные требования, тем меньше значение допустимой статической эквивалентной нафузки.

Если не требуется высокая плавность хода, то возможно кратковременное повышение Рог{оа

) до 2СД2С). При повышенных фебованиях к плавности хода, малошумности и к стабильности момента фения рекомендуют уменьшить допускаемую статическую эквивалентную нафузку For{Poa) ДО С / 5о(С / 5о) . Коэффициент запаса Sq = 1,5 для упорных подшипников крановых крюков и подвесов; Sq = 2

для приборных прецизионных поворотных устройств; io = 4 для ответственных тяже-

лонафуженных опор и поворотных кругов.

Пример. Проверить пригодность подшипника 210 для следующих условий работы: вращение медленное (до 1 об/мин) эпизодическое при действии нафузки с составляющими: радиальной 7> = 9000 Н и осевой Fo = 1600 Н; требования к малошумности и плавности хода - высокие.

Решение. Базовая статическая радиальная фузоподъемность подшипника 210 по каталогу Сог= 19800 Н. Для шарикового радиального однорядного подшипника в соответствии с табл. 59 Xq = 0,6 и Уо = 0,5. Подставив в (5) и (6), получим