6.1. Швидкохідний вал.
Після призначення діаметра посадкових місць вала для встановлення підшипників кочення вибирають їх тип та схему установки.
При виборі типу підшипника в першу чергу беруть до уваги значення й напрямок навантаження, що діє на опору, розміри посадкових місць вала й корпуса, спосіб змащення, зручність монтажу і його вартість.
Якщо
Fa =329,9 H > 0,25Fr=0,25∙557,9=139,5 Н (6.1)
Вибираємо радіально-упорні шарикопідшипники (табл.5.3).
Виписуємо характеристики підшипника:
№46306, a=260, D=72 мм, B=19мм, С=32,6 кН, С0=18,3 кН.
Компонування цих підшипників на валах циліндричних передач робимо за схемою “врозпір”, тобто прагнемо до мінімальної відстані між реакціями в опорах lo¢:
(6.2)
де В – ширина підшипника, мм;
с – зсув точки прикладення радіальної реакції щодо торця підшипника, мм:
(6.3)
де d – внутрішній діаметр підшипника, мм;
D - зовнішній діаметр підшипника, мм.
lo¢ = 105+19 – 2∙21,95=80,1 мм
Для визначення реакцій в опорах напрямок сили Fm приймаємо таким, щоб він збігався з напрямом сили Ft (гірший випадок), і складаємо рівняння суми моментів щодо опор А и В у горизонтальній площині.
|
|
(6.4)
(6.5)
Реакції в опорах від сил Fa й Fr, що діють у вертикальній площині, визначали по рівняннях п. 5.1.5.
Сумарне радіальне навантаження, що діє на підшипник в опорі А:
(6.6)
Сумарне радіальне навантаження, що діє на підшипник в опорі В:
(6.7)
У радіально-упорних шарикопідшипниках при дії на них радіальних навантажень виникають осьові складові реакцій S, Н
(6.8)
По відношенню й куту контакту a визначаємо коефіцієнт осьового навантаження е. (таблиця 6.1).
Приймаємо е=0,68, Х=1, У=0,V=1
Таблиця 6.1. Значення коефіцієнтів Х, У, е деяких підшипників кочення.
Тип підшипника | a0 | е | |||||
Х | У | Х | У | ||||
Радіальний кульковий однорядний | 0,014 | 0,56 | 2,30 | 0,19 | |||
0,028 | 1,99 | 0,22 | |||||
0,056 | 1,71 | 0,26 | |||||
0,084 | 1,55 | 0,28 | |||||
0,11 | 1,45 | 0,30 | |||||
0,17 | 1,31 | 0,34 | |||||
0,28 | 1,15 | 0,38 | |||||
0,42 | 1,04 | 0,42 | |||||
0,56 | 1,00 | 0,44 | |||||
Радіально-упорний кульковий однорядний | 0,014 | 0,45 | 1,81 | 0,30 | |||
0,029 | 1,62 | 0,34 | |||||
0,057 | 1,46 | 0,37 | |||||
0. 086 | 1,34 | 0,41 | |||||
0,11 | 1,22 | 0,45 | |||||
0,17 | 1,13 | 0,48 | |||||
0,29 | 1,14 | 0,52 | |||||
0,43 | 1,01 | 0,54 | |||||
0,57 | 1,00 | 0,54 | |||||
24,26 | – | 0,41 | 0,87 | 0,68 | |||
35,36 | – | 0,37 | 0,66 | 0,95 |
Сумарне осьове навантаження в опорах визначають по наступних формулах, Н:
Умова навантаження | Осьові сили |
При SA ³ SB й FA ³ 0 При SA < SB й FA ³ SB – SA | FaА=SА, FaВ = Fа + SА |
При SA < SB й FA ≤ SB– SA | FaА = SB – Fа, FaВ = SB |
Визначаємо еквівалентне динамічне навантаження в опорах А і В, Н;
(6.9)
де V – коефіцієнт обертання, V = 1; при обертанні внутрішнього кільця підшипника;
FrА, FrВ – радіальне навантаження в опорі, Н;
FаА, FаВ – розрахункове осьове навантаження в опорі, Н;
|
|
КБ - коефіцієнт безпеки; КБ = 1,3 для редукторів;
КТ – температурний коефіцієнт; КТ = 1 (при температурі до 1000С);
X, Y - коефіцієнти осьового й радіального навантажень вибираємо по таблиці 6.1.
По таблиці 6.2. по Lh й n знаходимо відношення :
де С – динамічна вантажопідйомність підшипника (табл.5.3).
Тоді
(6.10)
де Р – значення еквівалентного динамічного навантаження в більше навантаженій опорі, Н.
Умови підбора підшипника виконуються
Таблиця 6.2. Величина відношення для кулькових підшипників залежно від довговічності Lh і частоти обертання n.
Довго вічність, година | Частота обертання, об/хв | |||||||||||
3,91 | 4,56 | 4,93 | 5,75 | 6,20 | 6,70 | 7,23 | 7,81 | 8,43 | 9,11 | 9,83 | 10,6 | |
4,23 | 4,93 | 5,32 | 6,20 | 6,70 | 7,23 | 7,81 | 8,43 | 9,11 | 9,83 | 10,6 | 11,5 | |
4,56 | 5,32 | 5,75 | 6,70 | 7,23 | 7,81 | 8,43 | 9,11 | 9,83 | 10,6 | 11,5 | 12,4 | |
4,93 | 5,75 | 6,20 | 7,23 | 7,81 | 8,43 | 9,11 | 9,83 | 10,6 | 11,5 | 12,4 | 13,4 | |
5,32 | 6,20 | 6,70 | 7,81 | 8,43 | 9,11 | 9,83 | 10,6 | 11,5 | 12,4 | 13,4 | 14,5 | |
5,75 | 6,70 | 7,23 | 8,43 | 9,11 | 9,83 | 10,6 | 11,5 | 12,4 | 13,4 | 14,5 | 15,6 |
6.2. Тихохідний вал.
Так як частота обертання на тихохідному валу n2 значно менше частоти обертання на швидкохідному валу n1, вибираємо радіальні шарикопідшипники (табл. 5.9).
Виписуємо характеристики підшипника: №309, D=100 мм, B=25 мм, С=52,7 кН С0=30 кН.
Для визначення реакцій в опорах направлення сили Fм приймаємо таким, щоб воно збігалося з направленням сили Ft (гірший випадок), і складаємо рівняння суми моментів щодо опор А і В у горизонтальній площині. Величини реакцій беремо з п. 5.2.5: RAГ=-815,7H; RАВ=745,2H; RВГ=3400,4H; RВВ=187,3H.
Сумарне радіальне навантаження, що діє на підшипник в опорі А:
(6.11)
Сумарне радіальне навантаження, що діє на підшипник в опорі В:
(6.12)
Приймаємо е=0,19, Х=0,56, У=2,3
Визначаємо еквівалентне динамічне навантаження в опорах А і В, Н:
(6.13)
де V – коефіцієнт обертання, V = 1; при обертанні внутрішнього кільця підшипника;
FrА, FrВ – радіальне навантаження в опорі, Н;
КБ - коефіцієнт безпеки; КБ = 1,3 для редукторів;
КТ – температурний коефіцієнт; КТ = 1 (при температурі до 1000С);
X, Y - коефіцієнти осьового й радіального навантажень вибираємо по таблиці 6.1.
По таблиці 6.2. по Lh й n знаходимо відношення .
де С – динамічна вантажопідйомність підшипника (табл. 5.9).
z=7,28
Тоді ,
де Р – значення еквівалентного динамічного навантаження в більш навантаженій опорі.
Умови добору підшипника виконуються.