Расчет ресурса подшипников качения на долговечность, их подбор.
Цель работы: произвести расчет ресурса подшипников на долговечность и осуществить их подбор.
Теоретическое обоснование.
Подшипники качения – это первая группа деталей, для которых введен расчет на долговечность. Срок службы подшипников качения ограничивается усталостным выкрашиванием поверхностных слоев дорожек качения. Подшипники качения подбирают по статической или динамической грузоподъемности. По статической грузоподъемности подбирают подшипники при условии, что вращающееся кольцо подшипника имеет частоту вращения менее 1 об/мин. При частоте вращения подшипника более 1 об/мин подбор подшипников производят по динамической грузоподъемности.
Задание:
Подобрать радиальный однорядный шариковый подшипник для вала редуктора с цапфой d. Проверить долговечность при частоте вращения n; радиальная нагрузка Fr, осевая нагрузка Fa.
Таблица 1 – Исходные данные.
| Вариант | Fr, Н | Fа, Н | n, об/мин | d, мм | Вращается кольцо | Характер нагрузки | Рабочая температура подшипника, °С | Lh min , час |
| внутреннее | спокойная | |||||||
| внутреннее | легкие толчки | |||||||
| наружное | умеренные толчки | |||||||
| наружное | значител. толчки | |||||||
| внутреннее | легкие толчки |
Решение:
1. Проверим радиальный однорядный шариковый подшипник для посадочного диаметра d = ____ мм, начиная с легкой серии – № _____, у которого (см. таблицу 96 стр 115-117 В.И. Анурьев Справочник конструктора-машиностроителя. Том 2. М.: Машиностроение, 1982):
· статическая грузоподъемность С о=_______ Н;
· динамическая грузоподъемность С =_______ Н.
2. Примем по таблицам 2 и 3 коэффициент безопасности kб и температурный коэффициент 
.
Таблица 2 – Значения коэффициента безопасности kб.
| Характер нагрузки | kб | Примеры |
| Спокойная, без толчков. | 1,0 | Ролики ленточных транспортеров. |
| Легкие толчки. Кратковременные перегрузки до 125 %, от расчетной нагрузки. | 1,1 – 1,2 | Прецизионные зубчатые передачи, блоки, легкие вентиляторы, воздуходувки. |
| Умеренные толчки и вибрации. Кратковременные перегрузки до 150% от расчетной нагрузки. | 1,3 – 1,5 | Редукторы всех конструкций. |
| То же в условиях повышенной надежности. | 1,6 – 1,8 | Центрифуги и сепараторы, энергетическое оборудование. |
| Значительные толчки и вибрации. Кратковременные перегрузки до 200% от расчетной нагрузки. | 1,9 – 2,4 | Валики среднесортных прокатных станов; дробилки, ковочные машины. |
| С сильными ударами и кратковременными перегрузками, достигающими 300 % от расчетной нагрузки. | 2,5 – 3,0 | Тяжелые ковочные машины; валки крупносортных прокатных станов; лесопильные рамы. |
Таблица 3 – Значения температурного коэффициента .
| Рабочая температура подшипника, °С | до 100 | ||||||||
|
| 1,00 | 1,05 | 1,10 | 1,15 | 1,25 | 1,35 | 1,40 | 1,60 | 2,00 |
kб =________; =________
3. Для однорядных подшипников коэффициенты радиальной и осевой нагрузок принять X = 1 и Y = 0.
4. Определить эквивалентную динамическую нагрузку:
,
где Fr – радиальная нагрузка, Н; Fa – осевая нагрузка, Н; V – коэффициент вращения (если вращается внутреннее кольцо, то V = 1, если же вращается наружное кольцо, то V = 1,2).
P =
5. Расчетный ресурс в миллионах оборотов:
.
L =
6. Расчетная долговечность в часах:
.
Lh =
7. Сравнить расчетную долговечность в часах с минимальной Lh min.
Lh = ________ Lh min =__________
____________________________________
8. Если долговечность оказалась меньше минимальной нормы, то необходимо проверить подшипник средней серии № _____, у которого С о =_______ Н; С =_______ Н
L =
Lh =
Lh = ________ Lh min =__________
____________________________________
9. Если долговечность оказалась меньше минимальной нормы, то необходимо проверить подшипник тяжелой серии № _____, у которого С о =_______ Н; С =_______ Н
L =
Lh =
Lh = ________ Lh min =__________
____________________________________
Вывод: для вала редуктора с цапфой d =_____ мм подходит радиальный однорядный шариковый подшипник ______________ серии №_____.
Подпись студента ________ Подпись преподавателя__________
«____»____________ 20___г. «____»____________ 20___г.