Выбор подшипников при конструировании
 Скачать 0.5 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.Я.ГОРИНА. Инженерный факультет Кафедра технической механики и конструирования машин Реферат по дисциплине: «Детали машин и основы конструирования» на тему: «Выбор подшипников при конструировании» Выполнил: студент 32-ТСерв инженерного факультета Амельченко Е.А.. Проверила: д.т.н., проф. Пастухов А.Г. Майский, 2023 2 Содержание Введение…………………………………………………………………….........3 1. Служебное назначение подшипников……………………………………….4 2. Характеристика основных типов подшипников и рекомендации по их выбору……………………………………………………………………………6 Заключение………………………………………………………………….........8 Литература ………………………………………..............................................9 3 Введение Актуальность темы: подшипник — техническое устройство, являющееся частью опоры, которое поддерживает вал, ось или иную конструкцию, фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качание или линейное перемещение (для линейных подшипников) с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку на другие части конструкции. Следовательно, актуальность заключается в том, что нам необходимо исследовать важнейшую деталь в машине. Цель нашей работы: рассмотреть классификацию подшипников. Задачи работы: 1. Выявить служебное назначение подшипников 2 . Характеристики основных типов подшипников и рекомендации по их выбору 4 1. Служебное назначение подшипников Назначение подшипника – уменьшать трение между движущейся и неподвижной частями машины, так как с трением связаны потери энергии, нагрев и износ. Шарикоподшипники радиальные однорядные обладают значительной быстроходностью, способны воспринимать радиальные, а также и осевые реверсивные нагрузки, при чем последние могут достигать 70% неиспользованной допускаемой радиальной нагрузки. Они с успехом используются и при чисто осевых нагрузках при высоком числе оборотов, когда упорные подшипники уже неработоспособны, но в этом случае рекомендуется устанавливать наружное кольцо с небольшом зазором относительно посадочного места в корпусе. Радиальные шарикоподшипники могут фиксировать осевое перемещение вала (корпуса) в обоих направлениях. Это подшипники, хотя и не являются самоустанавливающимися, допускают при повышенных осевых зазорах и невысоких скоростях вращения небольшие перекосы валов (до 0,5°). Однако с целью повышения долговечности подшипников желательно, чтобы перекосы были возможно минимальными. Число конструктивных разновидностей данных подшипников весьма значительно. Из числа нестандартных значительное применение нашли следующие конструкции: 1. Подшипники, имеющие снятый борт на наружном кольце аналогично радиально-упорным шарикоподшипникам, что позволяет увеличить число шариков и этим повысить грузоподъемность и жесткость подшипника. Осевая нагрузка может восприниматься этими подшипниками только в одном направлении; 2. Подшипники с канавкой для ввода шариков. Такая конструкция также позволяет увеличить число шариков и этим повысить жесткость и радиальную грузоподъемность подшипника. Эти подшипники пригодны только для восприятия радиальных нагрузок и невысоких скоростей; 5 3. Подшипники, имеющие двусторонние уплотнения и сферическую поверхность желоба наружного кольца, последняя позволяет подшипнику самоустанавливаться при монтаже, компенсируя этим несоосность посадочных мест; 4. «Проволочные подшипники». У этих подшипников в желобах подшипниковых колец или деталях подшипникового узла установлены кольца из закаленной проволоки, по которым катится комплект шариков. Для сохранения определенного расстояния между шариками подшипники снабжены сепараторами. Между концами проволок предусмотрен зазор для компенсации температурных удлинений и для лучшего прилегания проволок к канавкам колец. Для увеличения площади контакта проволок с шариками обкатывают подшипники или шлифуют поверхность проволок. Разнообразны и конструкции сепараторов радиальных шарикоподшипников. В массовом производстве наиболее распространена змейковая конструкция сепаратора из двух полусепараторов, соединенных заклепками или отгибающимися усиками. В подшипниках, выпускаемых в небольших количествах и для скоростных узлов, нашли применение массивные сепараторы из латуни, бронзы, текстолита и других материалов. Базирование массивных сепараторов производится по бортам внутреннего или наружного колец; последнее чаще имеет место для подшипников средних и крупных размеров, работающих при высоких скоростях вращения. При проектировании новых машин рекомендуется ориентироваться в первую очередь на применение шариковых радиальных однорядных подшипников вследствие их невысокой стоимости, способности воспринимать комбинированные нагрузки и простоты монтажа 6 2. Характеристики основных типов подшипников и рекомендации по их выбору. При выборе типа подшипника необходимо учитывать ряд факторов и оценивать их, сопоставляя друг с другом. От правильного выбора типа подшипника зависит не только ресурс подшипникового узла, но и работоспособность передачи, поскольку конструкция опоры в значительной степени влияет на жёсткость валов и, следовательно, на распределение нагрузки по длине зуба. Поскольку нет возможности дать единого и простого правила выбора подшипников качения, приведем основные рекомендации. В обобщённом виде они представлены в табл. 1.2 и на рис. 1.4. 1. Прежде всего, целесообразно рассмотреть возможность применения наиболее дешевого радиального однорядного шарикоподшипника, тип 0000 (рис. 1.2, а). Эти подшипники могут воспринимать и осевые нагрузки. Допустимый угол перекоса осей колец подшипника не более 8 минут. 2. При повышенном требовании к жёсткости опор или при наличии закалённых зубчатых колес целесообразно применять конические роликовые подшипники, тип 7000 (рис. 1.3, г), даже при малых значениях осевой силы. Если необходимо воспринимать значительные осевые силы, то следует применять роликоподшипники с большими углами контакта. Так, при угле контакта α=12°, отношение допустимых величин осевой составляющей реакции в опоре к радиальной F а /F r =1, а при α=(26…36)° – F а /F r =2…6. Потери на трение у этого типа подшипников 3…4 раза выше, чем у радиальных шарикоподшипников. 3. Радиально-упорные шариковые подшипники, тип 6000 (рис. 1.2,в), применяют в тех случаях, когда по условиям работы нецелесообразно или невозможно применение подшипников двух предыдущих типов. Например, по сравнению с радиальными эти шарикоподшипники воспринимают бóльшую осевую нагрузку, а по сравнению с роликовыми радиально-упорными они имеют бóльшую предельную частоту вращения. Работа таких подшипников без внешних или монтажных осевых сил не допускается. Однако не все типы шариковых радиально-упорных подшипников требуют регулировки при монтаже. Шариковый радиально-упорный однорядный подшипник с разъемным внутренним (исполнение 116000) или наружным (исполнение 176000) кольцами и контактом в трех или четырёх точках (рис. 1.2, г) предназначен для работы при радиальных 7 двусторонних осевых нагрузках в условиях стеснённых габаритов по оси. Радиальная грузоподъёмность при четырёхточечном контакте и повышенном числе шариков выше грузоподъёмности однорядных радиальных. Эти подшипники уже на заводе-изготовителе собраны с «нулевым» зазором. Стоимость таких подшипников больше радиальных шариковых в 1,7¸2 раза и радиально-упорных роликовых – в 1,4 раза. 4. Шарикоподшипники радиальные двухрядные сферические самоустанавливающиеся, тип 1000 (рис. 1.2, б), предназначены для восприятия радиальных и ограниченных осевых сил. Препятствуют осевым перемещениям вала в обоих направлениях. Допускают перекос колец до 4 градусов, поэтому их применяют в узлах с нежёсткими валами, а также в тех случаях, когда не может быть обеспечена необходимая соосность отверстий под опоры вала. 5. Роликоподшипники радиальные двухрядные сферические самоустанавливающиеся, тип 3000 (рис. 1.3, б), обладают повышенной жёсткостью и наибольшей грузоподъёмностью по сравнению с другими типами подшипников. Допускают перекос осей до 3 градусов. Их стоимость больше стоимости сферических двухрядных шариковых в 2,6 раза. 6. Радиальные роликовые подшипники с короткими цилиндрическими роликами, тип 2000 (рис. 1.3, а), воспринимают в основном радиальную нагрузку. Их применяют в так называемых «плавающих» опорах. Выполненные с бортами (92000) или дополнительными упорными кольцами (62000), роликоподшипники обеспечивают фиксацию вала в обоих направлениях. Эти подшипники применяют в качестве опор жёстких коротких валов, где имеют возможность обеспечить высокую соосность мест, например, в редукторах с шевронными колесами. 7. Роликоподшипники радиальные с витыми роликами, тип 5000 (рис. 1.3, е), применяют при больших радиальных силах, малых угловых скоростях и ярко выраженной ударной нагрузке в узлах с ограниченными радиальными габаритами. Допускаемый перекос осей колец до 30 минут. Эти подшипники не воспринимают осевую нагрузку и не фиксируют осевое положение вала. 8. Игольчатые подшипники, тип 4000 (рис. 1.3, в), благодаря большому количеству игл воспринимают значительную радиальную нагрузку. Применяют в узлах с ограниченными диаметральными размерами, работающих при колебательном движении. Осевые нагрузки не воспринимают и осевое положение вала не фиксируют. 9. Шарикоподшипники упорные, тип 8000 (рис. 1.2, е), воспринимают только осевые нагрузки в одном (односторонние) или в обоих (двойные) 8 направлениях при небольших частотах вращения. Крайне чувствительны к перекосам осей колец – допустимый угол перекоса одна минуты, что очень трудно обеспечить конструктивно. Современная тенденция в машиностроении – замена упорных на упорно-радиальные (рис. 1.2, д; рис. 3.1, д). Нагрузочная способность подшипников заданного диаметра и серии зависит от типа подшипника (рис. 1.4). С увеличением диаметра подшипника, а также при переходе от лёгких серий к более тяжёлым, нагрузочная способность возрастает, а предельная частота вращения снижается. Роликоподшипники по сравнению с шариковыми обладают меньшей быстроходностью, бóльшими грузоподъёмностью и жёсткостью, но более чувствительны к перекосам осей колец подшипника. Например, увеличение угла перекоса от нуля до 45 минут приводит к росту момента трения в подшипнике более чем в 15 раз. Поэтому применение роликоподшипников сопровождается повышенными требованиями к точности посадочных поверхностей под наружные кольца, жёсткости элементов конструкции (в первую очередь валов) и точности фиксирования колец. При выборе подшипников необходимо принимать во внимание не только конструктивные, но и экономические соображения. Замена шарикоподшипников более дорогими роликоподшипниками часто позволяет существенно снизить размеры и массу опорного узла или увеличить промежуток времени между заменой подшипников. Заключение 9 Мы рассмотрели типы и характеристики подшипников скольжения, а также, а также ознакомились с основными правилами и рекомендациями подбора подшипник при проектировании. 10 Литература 1. Применение подшипников в машиностроении [ Эл. ресурс]. Точка доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-podshipnikov-v- mashinostroenii/Подшипники в машиностроении (Дата обращения 05..02.2023). 2. Классификации подшипников [ Эл. ресурс]. Точка доступа https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Подшипник (Дата обращения 05..02.2023). |