Ссср в качестве учебного пособия для учащихся машиностроительных специальностей техникумов москва машиностроение 1988 2 ббк 34. 41 К
 Скачать 5.95 Mb.
|
|
§ 9.6. СМАЗЫВАНИЕ И УПЛОТНЕНИЕ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ Для смазывания подшипников применяют пластичные и жидкие нефтяные смазочные материалы (табл. 9.14, 9.15). Требуемую вязкость масла можно определить по номограмме (рис. 9.35): через точку пересечения вертикальной 9.14. Пластичные смазочные материалы Наименование и марка смазки ГОСТ Температура эксплуатации, о С Температура каплепадения, о С Гидратированные кальциевые солидолы Солидол синтетический солидол С) Пресс-солидол С Солидолы жировые, пресс-солидол 4366-76 4366-76 1033- 79 От -20 до +65 От -30 до +50 От -25 до +65 85-105 85-95 75 Многоцелевые Литол-24 21150-75 От -40 до + 130 180 Морозостойкие (тугоплавкие ЦИАТИМ-201 ЦИАТИМ-203 6267-74 8773-73 От –60 до +90 От –50 до +90 175 150 Натриевые и натриево-кальциевые Консталины жировые УТ-1 1957-73 От –20 до 120 130-150 Литиевые ВНИИ НП-242 ЭШ-176, марка АТУ От –40 до +100 От –25 до 100 170-205 170-200 Термостойкие (комплексные кальциевые) ЦИАТИМ-221С ТУ 38 101419-73 От –60 до 180 203-207 Вакуумные антифрикционные ВНИИ НП-274 19337-73 От –80 до 160 190-200 9.15. Жидкие смазочные материалы Наименование и обозначение масла ГОСТ Вязкость, 10 -6 , мс Температура, С при 50 о С при 100 С вспышки затвердевания Индустриальные : И-8А И-12А И-20А И-25А И-30А И -40 А И-50А И-70А 20799-75 6-8 10-14 17-23 24-27 28-30 35-45 47-55 65-75 — 130 165 180 180 190 200 200 200 -20 -30 -15 -15 -15 -15 -20 -10 176 Продолжение табл. 9.15 Наименование и обозначение масла ГОСТ Вязкость, 10 -6 , мс Температура, С при 50 о С при 100 С вспышки затвердевания Авиационные МС МС-20С МК-22 МС 21743-76 - 14 20 22 20,5 200 250 230 200 -30 -18 -14 -18 Турбинное 22 30 46 57 32-74 22-23 28-32 44-48 55-59 - 180 180 195 195 -15 -10 -10 - П (для прокатных станов) 6480-78 - 26-30 285 -10 Трансмиссионное Автомобильное : для коробок передач для гипоидных передач Цилиндровое 38 Цилиндровое 52 - - - 6411-76 6411-76 - - - - - 8 20-32 14 38-44 44-59 200 - - 300 310 -25 -20 -25 -17 -5 вертикальной линии, соответствующей внутреннему диаметру подшипника d, с наклонной (соответствующей данной частоте вращения n) провести горизонталь (вправо или влево) до пересечения с вертикалью, которая соответствует рабочей температуре t. Через эту точку пересечения проводят наклонную прямую параллельно линиям частот вращения. Пересечение этой наклонной с вертикальной линией номограммы, соответствующей температуре Сна которой нанесены величины кинематической вязкости в мс при t = 50°C, определяет рекомендуемую вязкость. Например, радиальный однорядный шарикоподшипник мм при n = 1000 об/мин и t == С) рекомендуется смазывать маслом, имеющим вязкость 42 мм 2 /с при t = СВ редукторах применяют следующие методы смазывания подшипниковых узлов погружением подшипника в масляную ванну (рис. 9.36); фитилем (рис. 9.37), разбрызгиванием (картерная), под давлением (циркуляционная масляным туманом (распылением. Масляную ванну применяют при d ср п 200 10 3 мм об/мин для горизонтальных валов, когда подшипник изолирован от общей системы смазки. Масло заливается в корпус через масленку, верхний уровень которой расположен по заданному уровню масла в корпусе. Смазывание с помощью фитилей (рис. 9.37) применяют для горизонтальных и вертикальных валов при d ср n 60 10 3 мм • об/мин. Смазывание разбрызгиванием применяют, когда подшипники установлены в корпусах, не изолированных от общей системы смазки узла. Вращающиеся детали (зубчатые колеса, диски и пр, соприкасаясь с маслом, залитым в картер, при вращении разбрызгивают масло, которое попадает на тела качения и беговые дорожки колеи подшипников. 177 Для защиты подшипников от обильных струй масла (которые создают быстроходные косозубые шестерни или червяки) и от попадания в них продуктов износа ставят защитные шайбы (рис. 9.38). Смазывание под давлением через форсунки применяют для редукторов, работающих продолжительное время без перерывов, а также для опор высокоскоростных передач, в которых необходимо обеспечить интенсивный отвод теплоты. Смазывание масляным туманом применяют для высокоскоростных лег- конагруженных подшипников. С помощью специальных распылителей под давлением в узел подается струя воздуха, которая увлекает частицы масла. Этот метод позволяет маслу проникнуть в подшипники, расположенные в труднодоступных местах, создает проточное смазывание при минимальном расходе масла, обеспечивает хорошее охлаждение подшипника, а давление предохраняет узел от загрязнения. 178 Пластичные смазочные материалы применяют в узлах при d ср n < 300 • 10 3 мм об/мин, когда окружающая среда содержит вредные примеси или температура узла резко изменяется. Предельная температура узла должна быть не менее, чем на 20 о С ниже температуры каплепадения. Для отделения узла от общей смазочной системы применяют мазеудерживающие кольца (рис. 9.39), вращающиеся вместе с валом кольцо имеет от двух до четырех канавок зазор между кольцом и корпусом (стаканом) 0,1-0,3 мм. Кольцо должно быть установлено так, чтобы его торец выходил застенку корпуса (стакана) на 1-2 мм (рис. 9.40). В условиях высокого вакуума, интенсивного ионизирующего излучения, высоких и низких температур, газовых и агрессивных сред применяют твердые смазочные материалы дисульфид молибдена, фторопласт, графит их наносят тонким слоем на трущиеся поверхности. Уплотняющие устройства по принципу действия разделяют на контактные (манжетные, лабиринтные и щелевые центробежные и комбинированные. Манжетные уплотнения (табл. 9.16) разделяют на два основных типа тип I применяют при скорости скольжения v 20 мс тип II (с пыльником) применяют при v 15 мс. Поверхность вала под уплотнением должна быть закаленной до твердости HRC 40, иметь шероховатость Ra 0,32 мкм, а для отверстия Ra = 2,5 мкм. Допуск вала под уплотнение должен соответствовать h11. Для извлечения манжет в крышках делают 2 — 3 отверстия. Ресурс манжет - до 5000 ч они надежно работают как при пластичных, таки при жидких смазочных материалах при перепадах температур от —45° до С. Рис. 9.40. Узел подшипника с исполь- Рис. 9.41. Узел подшипника с манжетным зованием пластичного смазочного уплотнением (открытые) материала 179 9.16. Манжеты резиновые армированные (по ГОСТ 8752-79) Размеры, мм d D h 1 h 2 10; 11 12; 13; 14 15; 16 17 18; 19 26 28 30 32 35 7 - 20; 21; 22 24 25 26 30; 32 35; 36; 38 40 42 45 48; 50 52 40 41 42 45 52 58 60 62 65 70 75 10 14 55; 56; 58 60 63; 65 70; 71 75 80 85 90; 95 100 105 80 85 90 95 100 105 110 120 125 130 12 16 На рис. 9.41 показана установка открытой манжеты, рекомендуемая только при давлении внутри узла, близком к атмосферному. При высоком давлении в узле следует применять закрытые уплотнения (рис. 9.42), так как они не выдавливаются из крышки. При работе узла в особо пыльной среде ставят двойные уплотнения (риса) или двухкромочные манжеты с пыльником (рис. 9.43, б. Лабиринтные уплотнения применяют при любых скоростях. Осевое уплотнение для разъемных корпусов показано на рис. 9.44; радиальное — на рис. 9.45 и щелевое — на рис. 9.46. Зазоры заполняют пластичным смазочным материалом, температура каплепадения которого должна быть выше температуры узла. Размеры канавок и зазоры лабиринтных и щелевых уплотнений даны в табл. 9.17. Одна из конструкций узла подшипника скомбинированным уплотнением представлена на рис. 9.47. Уплотения центробежного типа показаны на рис. 9.48: масло, попадающее на вращающиеся детали, отбрасывается центробежной силой обратно в подшипник. 180 9.17. Размеры лабиринтных и щелевых уплотнений, мм см. рис. 9.45 и 9.46) d вала e f 1 f 2 t t 1 r 10-45 50-75 80-110 0,2 0,3 0,4 1 1,5 2 1,5 2,5 3 4,5 4,5 6 3 3 4 1,5 2 2 Рис. 9.47. Комбинированные уплотнители Рис. 9.48. Уплотнение центробежного типа 181 § 9.7. ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ Основные критерии работоспособности подшипника качесния – его динамическая и статическая грузоподъемность. Метод подбора подшипников по динамической грузоподъемности применяют в случаях, когда частота вращения кольца п > 1 об/мин. При п = 1 10 об/мин в рачетах следует принимать п = 10 об/мин. Подбор подшипников по статической грузоподъемности здесь не рассматривается (см. 16 ). Номинальная долговечность (ресурс) подшипника в миллионах оборотов где С – динамическая грузоподъемность по каталогу Р — эквивалентная нагрузка р — показатель степени для шарикоподшипников р = 3; для ролико- подшипников р = 10/3. Номинальная долговечность в часах При расчетах следует строго следить затем, чтобы в формулах Си Р были выражены в одних и тех же единицах. Для однорядных и двухрядных сферических радиальных шарикоподшипников, однорядных ралиально-упорных шарико- и роликоподшипников, эквивалентная нагрузка где V — коэффициент при вращении внутреннего кольца V = 1, при вращении наружного - V = 1,2; F r радиальная нагрузка F a - осевая. Значения X и Y см. в табл. 9.18 и табл. П приложения. Значения К б - в табл. 9.19; значения К т - в табл. 9.20. Эквивалентная нагрузка для однорядных и двухрядных подшипников с короткими цилиндрическими роликами (без бортов на наружном или внутреннем кольцах) (9.5) Эквивалентная, нагрузка для упорных подшипников (шариковых и роликовых) Для радиально-упорных шарикоподшипников с номинальным углом контакта о и конических роликоподшипников коэффициенты радиальной (X) (9.1) (9.2) (9.3) (9.4) 182 9.18. Значения X и Y для подшипников Радиальные однорядные и двухрядные 183 9.19. Значение коэффициента К б Нагрузка на подшипник К б Примеры использования Спокойная без толчков Легкие толчки, кратковременные перегрузки до 125% номинальной расчетной) нагрузки Умеренные толчки, вибрационная нагрузка кратковременная перегрузка до 150% номинальной (расчетной) нагрузки Тоже, в условиях повышенной надежности Нагрузки со значительными толчками и вибрацией, кратковременные перегрузки до 200% номинальной расчетной) нагрузки Нагрузки с сильными ударами, кратковременные перегрузки до 300% номинальной (расчетной) нагрузки 1,0 1,0-1,2 1,3-1,5 1,5-1,8 1,8-2,5 2,5-3,0 Ролики ленточных конвейеров Прецизионные зубчатые передачи, металлорежущие станки (кроме строгальных и долбежных, блоки, электродвигатели малой и средней мощности, легкие вентиляторы и воздуходувки Буксы рельсового подвижного состава, зубчатые передачи й и й степеней точности, редукторы всех конструкций, винтовые конвейеры Центрифуги, мощные электрические машины, энергетическое оборудование Зубчатые передачи й степени точности, дробилки и копры, кривошипно- шатунные механизмы, валки прокатных станов, мощные вентиляторы и эксгаусте- ры Тяжелые ковочные машины, лесопильные рамы, рабочие рольганги у крупносорт- ных станов, блюмингов и слябингов 9.20. Значение коэффициента К т Рабочая температура подшипника, С С 125 150 175 200 225 250 350 Температурный коэффициент К т 1,05 1,10 1,15 1,25 1,35 1,40 1,45 и осевой (Y) нагрузки выбирают в зависимости от отношения F a /VF r , коэффициента осевого нагружения e и угла контакта . Величины X и Y для радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников с углом < о выбирают по величине отношения осевой нагрузки к его статической грузоподъемности С. При выборе Y следует применять линейную интерполяцию. При подборе радиальных и радиально-упорных шарнкоподшипников, а также конических роликовых подшипников необходимо учитывать, что осевая нагрузка не оказывает влияния на величину эквивалентной нагрузки до тех пор, пока значение F a /VF r не превысит определенной величины е (значение е выбирают по таблицам или формулам. 184 Учитывая указанное выше, в формуле для определения эквивалентной нагрузки при F a /VF r е следует принимать Y = 0. Для шариковых радиально-упорных подшипников с углом контакта о величину е опрелеляют по формуле Для тех же подшипников с углом контакта = 15 о Для подшипников с углами контакта < о величину е можно также определить из графика (рис. 9.49). При подборе двухрядных радиально- упориых шариковых или конических роликовых подшипников надо иметь ввиду, что даже небольшие осевые усилия влияют на величину эквивалентной нагрузки. Рис. 9.49. График для определения е в зависимости от F r / C 0 и Следует учитывать, что при расчете динамической грузоподъемности и эквивалентной динамической нагрузки узла, состоящего из сдвоенных радиально-упорных подшипников, установленных узкими или широкими торцами наружных колец друг к другу, пару одинаковых подшипников рассматривают как один двухрядный радиаль- но-упорный подшипник. Сдвоенные радиально-упорные шариковые или конические роликовые подшипники при отношении F a /F r < е рассчитывают как двухрядные. Если F a /F r > e, тов двухрядных подшипниках будет работать только один ряд тел качения, и величину динамической грузоподъемности следует принимать такой же, как для однорядного подшипника. В радиально-упорных подшипниках при действии на них радиальных нагрузок возникают осевые составляющие S, определяемые по формулам S = 0,83 eF r - для конических роликоподшипников, (9.9) S = eF r - для радиально-упорных шарикоподшипников. Осевые нагрузки, действующие на радиально-упорные конические подшипники, определяют с учетом схемы действия внешних усилий в зависимости от относительного расположения подшипников (рис. 9.50). Если раднально- (9.7.) (9.8.) 185 упорные подшипники установлены по концам вала враспор или врастяжку, то результирующие осевые нагрузки каждого подшипника определяют с учетом действия внешней осевой нагрузки (осевое усилие червяка, осевые усилия ко- созубых или конических зубчатых колеси пр должны быть учтены осевые составляющие от радикальных нагрузок, действующие на каждый подшипник. Результирующие осевые нагрузки подшипников определяют по табл. 9.21. Ориентировочные рекомендации по выбору подшипников даны в табл. 9.22. 9.21. Формулы для расчета осевых нагрузок № п/п Условия нагружения Осевые нагрузки 1. S I S II F a 0 F aI = S I F aII = S I + F a 2. S I S II F a S II - S I 3. S I S II F a S II - S I F aI = S II - F a F aII = S II 9.22. Рекомендации по выбору радиально-упорных шарикоподшипников Отношение Конструктивное обозначение и угол контакта Осевая составляющая радиальной нагрузки S в долях от Примечание 0,35 - 0,8 0,81 - 1,2 Св. 1,2 36 000; = о 46 000; = о 66 000; о 0,3 F r 0,6 F r 0,9 Допустимо использование особо легкой и сверхлегкой серий При весьма высоких скоростях легкая серия предпочтительнее Для высоких скоростей подшипник сданным углом контакта непригоден Примечание. При применяют однорядные радиальные шариковые подшипники. 186 При определении осевых нагрузок двухрядных (сдвоенных) радиально- упорных подшипниках осевые составляющие S не учитывают. В радиально-упорных подшипниках радиальные реакции считаются приложенными к валу в точках пересечения нормалей, проведенных к серединам контактных площадок. Расстояние а (см. рис. 9.17 и 9.20) между этой точкой и торцом подшипника для однорядных радиально-упорных шарикоподшипников для однорядных роликовых конических подшипников Если в двухрядных радиально-упорных подшипниках работают оба ряда тел качения, то считают, что радиальная реакция приложена посередине подшипника Если же работает только один ряд, то радиальные реакции, как и для одноряднных подшипников, смещаются на расстояние для двухрядных конических роликоподшипников Величины B, d, T, , e выбирают из таблиц приложения. Подшипники, воспринимающие нагрузку в неподвижном состоянии или при п < 1 об/мин, подбирают по статической грузоподъемности Си по эквивалентной статической нагрузке Р так, чтобы Р С. Для радиальлых и ради- ально-упорных шарико- и роликоподшипников Р 0 определяют как наибольшее значение из двух формул Для радиальных роликоподшипников с короткими цилиндрическими роликами Р = Значения коэффициентов Х, Y 0 даны в табл. 9.23. Подшипники для переменных режимов работы подбирают по эвивалент- ной нагрузке и условной частоте враения. Если нагрузка меняется по линейному закону от Р до Р max при постоянной частоте вращения, то эквивалентная нагрузка (9.10) (9.11) (9.14) (9.13) (9.12) 187 9.23. Значения коэффициентов радиальной Хи осевой Y 0 нагрузок Тип подшипника Однорядные подшипники Двухрядные подшипники Х 0 Y 0 Х 0 Y 0 Шарикоподшипники радиальные 0,6 0,5 0,6 0,5 Шарикоподшипники радиально-упорные со 0,84 0,76 0,74 0,66 0,58 0,56 0,52 Шарикоподшипники самоустанавливающиеся и роликоподшипники самоустанавливающие- ся и конические 0,5 0,22 ctg 1 0,44 ctg Примечание. Для пары одинаковых однорядных радиальво-упорных подшипников, установленных узкими или широкими торцами колец друг к другу, следует применять те же значения коэффициентов Хи, что и для одного двухрядного. Для двух и более одинаковых однорядных радиально-упорных шарикоподшипников, установленных последовательно (по схеме тандем, следует применять те же значения коэффициентов Хи, что и для одного такого же подшипника. Если нагрузка и частота вращения изменяются поболее сложным законам, то эквивалентная нагрузка где Р, Р, Р , … , Р п – постоянные нагрузки, действующие в течение L 1, L 2, L 3, … , п, миллионов оборотов L – общее число миллионов оборотов, в течение которого действуют указанные нагрузки. Значения L h , ч, даны в табл. 9.24, 9.25. По ГОСТ 16162-85 минимальная долговечность подшипников для зубчатых редукторов L h = 10 000 ч, червячных L h = 5000 ч. Подбор подшипников шариковых и радиальных с цилиндрическими роликами при действии на них только радиальных нагрузок ведут в таком порядке а) выполняют эскизную компоновку узла и приближенно намечают расстояние между подшипниками б) определяют реакции опор в) определяют эквивалентные нагрузки подшипников (9.15) 188 г) задавшись долговечностью L h наиболее нагруженного подшипника, вычисляют по формуле (9.2) требуемую динамическую грузоподъемность его С д) подбирают по диаметру посадочного места номер подшипника, начи- 189 9.24. Величина отношения С / Р для шариковых подшипников в зависимости от долговечности L h и частоты вращения п Долговечность L h , ч Частота вращения, об/мин 10 25 63 100 160 200 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 2 000 3 200 4 000 5 000 6 300 8 000 10 000 12 500 16 000 20 000 25 000 32 000 40 000 1,06 1,24 1,34 1,45 1,56 1,68 1,82 1,96 2,12 2,29 2,47 2,67 2,88 1,45 1,68 1,82 1,96 2,12 2,29 2,47 2,67 2,88 3,11 3,36 3,63 3,91 1,96 2,29 2,47 2,67 2,88 3,11 3,36 3,63 3,91 4,23 4,56 4,93 5,32 2,29 2,67 2,88 3,11 3,36 3,63 3,91 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 2,67 3,11 3,36 3,63 3,91 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 2,88 3,36 3,63 3,91 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 3,36 3,91 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 3,63 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 3,91 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,6 4,23 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,6 11,5 4,56 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,6 11,5 12,4 4,93 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,6 11,5 12,4 13,4 5,32 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,6 11,5 12,4 13,4 14,5 5,75 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,6 11,5 12,4 13,4 14,5 15,6 6,20 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,6 11,5 12,4 13,4 14,5 15,6 16,8 6,70 7,81 8,43 9,11 9,83 10,6 11,5 12,4 13,4 14,5 15,6 16,8 18,2 7,23 8,43 9,11 9,83 10,6 11,5 12,4 13,4 14,5 15,6 16,8 18,2 19,6 9.25. Величина отношения С / Р для роликовых подшипников в зависимости от долговечности L h и частоты вращения п Долговечность L h , ч Частота вращения, об/мин 10 25 63 100 160 200 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 2 000 3 200 4 000 5 000 6 300 8 000 10 000 12 500 16 000 20 000 25 000 32 000 1,05 1,21 1,30 1,39 1,49 1,60 1,71 1,83 1,97 2,11 2,26 2,42 1,39 1,60 1,71 1,83 1,97 2,11 2,26 2,42 2,59 2,78 2,97 3,19 1,83 2,11 2,26 2,42 2,59 2,78 2,97 3,19 3,42 3,66 3,92 4,20 2,11 2,42 2,59 2,78 2,97 3,19 3,42 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 2,42 2,78 2,97 3,19 3,42 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 2,59 2,97 3,19 3,42 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 2,97 3,42 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 3,19 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 3,42 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 3,66 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 3,92 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 4,20 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 4,50 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,3 4,82 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,3 11,0 5,17 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,3 11,0 11,8 5,54 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,3 11,0 11,8 12,7 5,94 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,3 11,0 11,8 12,7 13,6 190 40 000 2,59 3,42 4,50 5,17 5,94 6,36 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,3 11,0 11,8 12,7 13,6 14,6 191 ная с легких серий, находят его динамическую грузоподъемность и проверяют выполнение условия С С, где С - значение динамической грузоподъемности по табл. ПЗ П приложения или по каталогу. Если это условие не выполнено, то переходят от легкой серии к средней или тяжелой (притом же диаметре цапфы d). Если подшипник по своим габаритам применить в данном узле нет возможности, то следует перейти к другому типу подшипника (например, от шариковых кроликовым) или к другой схеме расположения их навалу. При осложнениях в выборе радиально-упорных подшипников (при наличии больших осевых нагрузок и др) рекомендуется переходить на подшипники с большим углом контакта ( = 26 36°). В некоторых случаях может оказаться, что все эти меры не дадут желаемого эффекта, тогда следует увеличить диаметр посадочного места и проверить подшипник большего номера. Если С значительно выше С даже при применении подшипника легкой серии (что часто имеет место для тихоходных валов редукторов с цилиндрическими прямозубыми колесами и для валов колес червячных редукторов, то диаметр цапфы вала уменьшать нив коем случае не следует, так как он определен из расчета на прочность расчетная долговечность подшипника будет намного больше регламентированной. Выбор радиально-упорных шариковых и конических роликовых подшипников ведут в другой последовательности а) учитывая условия эксплуатации, конструкцию узла, диаметр цапфы, намечают типоразмер подшипника б) выполняют эскизную компоновку узла, определяют точки приложения радиальных реакций (размера, который зависит от е в) определяют суммарные реакции опор г) вычисляют эквивалентные шп рузки подшипников (коэффициенты Хи зависят от величины е, для нахождения которой необходимо знать типоразмер подшипника д) по таблицам приложения или по каталогу определяют динамическую грузоподъемность намеченного подшипника е) по эквивалентной нагрузке и динамической грузоподъемности вычисляют теоретическую долговечность подшипника, которая не должна быть меньше требуемой если это условие не обеспечивается, то выбирают подшипники других серий и увеличивают диаметр цапфы вала. Примеры подбора подшипников приведены в гл. XII. 4.8. ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ Исходными данными для проектирования опор скольжения служат следующие показатели нагрузка на опору - ее величина, направление и график изменения частота вращения вала диаметр цапфы, определяемый из предшествующего расчета вала и его конструкции условия эксплуатации, В соответствии с этими данными конструктор намечает тип подшипника, руководствуясь стандартами и нормалями определяет основные размеры его, выбирает материал вкладыша, виды смазывания. 192 В курсовых проектах, выполняемых в техникумах, подшипники скольжения проектируют для опор валов редукторов в виде встроенных в корпус конструкций. Материал вкладышей выбирают из группы антифрикционных сплавов (табл. 9.26 и 9.27), порошковой металлокерамики (пористые бронзо- иже- лезографит). 9.26. Антифрикционный чугун для подшипников скольжения Марка Твердость, НВ р, МПа, мс pv , МПа м/с АЧС-1* 180-240 0,05 9 2 0,2 0,1 1,8 АЧС-2* 190-229 0,1 6,0 3 0,75 0,3 4,5 АЧС-3 160-190 0,1 6 3 0,75 0,3 4,5 АЧВ-1* 210-260 0,5 12 5 1 2,5 12 АЧВ-2 167-197 0,5 12 1 5 2,5 12 * Термообработка вала — закалка или нормализация. Примечание. Для уменьшения износа вала следует выбирать марку чугуна, имеющую твердость ниже, чему вала. Смазывание — непрерывное, жидким смазочным материалом высокой вязкости, в основном смазочными маслами марок И-40А, И-50А, И-70А. В зависимости от толщины смазочного слоя, образующегося между трущимися поверхностями, различают следующие виды смазок гидродинамическая смазка, осуществляемая при высокой скорости скольжения, сравнительно небольшой удельной нагрузке и соответствующей вязкости смазочного масла гидростатическая смазка, применяемая для опор, несущих большую нагрузку при малой скорости скольжения смазочная жидкость, подаваемая под давлением, разделяет трущиеся поверхности при любом режиме работы расчет опор для этих двух видов смазки см. [17]; граничная и полужидкостная смазки характеризуются тем, что тонкий слой жидкого смазочного материала, образующийся между трущимися поверхностями, не отделяет их полностью друг от друга такой процесс происходит в опорах при малой скорости скольжения, например, в периоды пуска и останова, при реверсе и колебаниях нагрузки. Указанные особенности типичны для опор валов редукторов. Для уменьшения сил трения и ограничения изнашивания трущихся поверхностей проектируемый подшипник должен удовлетворять двум условиям удельная нагрузка на единицу расчетной поверхности вкладыша не должна превышать допускаемой величины 193 9.27. Бронза для вкладышей подшипников скольжения Марка Заготовка р, МПа pv , МПа м/с БрО5Ц5С5 БрОФ 6,5-0,15 Отливки Отливки 6 15 10 15 БрА9ЖЗЛ Пруток, поковка Отливки 20 12 БрА10ЖЗМц2 БрАЖС7-1, 5-1,5 Пруток, поковка Отливки 20 8 15 12 Примечание. Буквы означают элементы, входящие в сплав О — олово, Ц — цинк, С — свинец, Ф — фосфор, Ж — железо. Мц — марганец цифры означают процентное содержание элементов в сплаве. второе условие связано с ограничением нагрева произведение величины р на скорость скольжения v не должно превышать значения pv < [pv] . (9.17) Здесь р – в МПа (соответствует численно Н/мм 2 ); нагрузка на подшипник F — в Н проекция опорной поверхности на плоскость, перпендикулярную вектору F, А — в мм. Значения [p] и [pv] приведены в табл. 9.26 и 9.27. Опорная поверхность кpyглоцилиндрических подшипников, несущих радиальную нагрузку риса и 9.53), А = bd; средние значения При больших значениях b вкладыши надо выполнять са- моустанавливающимися. (9.16) 194 Опорная поверхность подшипника, несущего осевую нагрузку (рис. 9.51, б) При проверке кольцевой опорной поверхности по фактору pv определяют среднюю скорость скольжения v cp на приведенном радиусе пяты Вкладыш подшипника, нагружаемого радиальной и осевой силами, выполняют с буртиком (рис. 9.54) толщиной s = 0,03d + (1 3) мм высота буртика Н =1,2d + (3 5) мм. (9.18) 195 Посадка вкладыша в корпус – с натягом: сопряжение с валом – с зазором Для предотвращения проворачивания вкладыша ставят закрепительную втулку или штифт (рис. 9.55) диаметром d 1 0,2d и длиной l 0,3d. Диаметр болтов или шпилек, крепящих крышку подшипника, d 2 0,3d, ноне меньше М 10 во избежание повреждения резьбы при нерегулируемой затяжке гайки. Пример Рассчитать подшипник скольжения вала червячного колеса редуктора (рис. 9.56); радиальная нагрузка на подшипник F r = 11 кН, осевая F a = 4,4 кН, диаметр цапфы вала d = 80 мм, частота вращения п =115 об/мин. Решение Принимаем ширину вкладыша b 0 = 0,8d = 0,8 80 = 64 мм учитывая фаски, примем рабочую ширину вкладыша b = 60 мм для определения скорости скольжения вычисляем предварительно угловую скорость вала Скорость скольжения v = 0,5 d = 0,5 12 80 10 -3 = 0,48 мс. Среднее давление на рабочую поверхность вкладыша Рис. 9.56. Червячный редуктор с ведомым валом на подшипниках скольжения 196 Произведение По табл. 9.27 выбираем материал для вкладыша — антифрикционный чугун АЧС-1, для которого при v = мс имеем при v = 0,2 мс имеем р = 9 МПа [pv] = 1,8 МПа мс. Для вычисленной выше скорости скольжения v = 0,48 мс находим методом интерполирования значение р = 1,54 МПа мс, следовательно, Условия (9.16) и (9.17) выполнены. Осевая сила F a = 4,4 кН воспринимается торцовой поверхностью вкладыша. Принимаем толщину вкладыша s = 0,3d (1 3) мм = 0,03 • 80 + 2,6 мм = 5 мм высота буртика H = 1,2s + (3 5) мм = 1,2 • 5 + 4 = 10 мм. Наружный диаметр буртика D = d + Н = 80 + 2 10 = 100 мм. Внутренний диаметр кольцевой торцовой поверхности вкладыша определяем с учетом радиуса галтели = 2 мм d 0 = d + 2 = 80 + 2 • 2 = 84 мм. Опорная поверхность торца т = 0,25 (D 2 — d 2 0 ) = 0,25 х 3,14 (100 2 - 84 2 ) = 2300 мм среднее давление Приведенный радиус торцовой поверхности по формуле (9.18) Скорость скольжения на приведеном радиусе Следовательно, Методом интерполирования находим при т = 0,54 мс значение [pv] = 1,48 МПа мс, следовательно, Для торцовой поверхности вкладыша условия р р и pv [pv] также выполнены. |