Методика подбора подшипников качения

Методика подбора подшипников соответствует требованиям международных стандартов:ИСО (ТК4, Р76 и Р281; СЭВ РС2866-70 и РС2867-70 и ГОСТ 18854-73, 18855-73).

Подшипники качения рассчитывают (подбирают) по критерию статической или динамической грузоподъемности (грузоподъемной силы).

Расчет и последующий подбор подшипников осуществляют по специальным таблицам каталогов в зависимости от ряда характеристик их работы: размера и направления действующих на подшипник нагрузок; характера нагрузки (спокойная, с толчками или ударами и др.); диаметра цапфы, на которую насаживается подшипник; угловой скорости (частоты вращения) кольца подшипника; требуемого срока службы подшипника(егодолговечности); окружающей среды и ее температуры; особых требований к подшипнику (самоустанавливаемости, свободы перемещения вала в осевом направлении, повышения жесткости и точности вращения и др.) и приемлемой его стоимости.

Расчет и подбор подшипников  рекомендуется выполнять в такой по­следовательности:

1. Определяют радиальные реакции для каждой опоры

Тип подшипника выбирают исходя из условий работы, дей­ствующих нагрузок и намечаемой конструкции подшипникового узла.

2. По приложению Г, ориентируясь на легкую серию, по диаметру вала под подшипник подбирают номер подшипника и выписывают характеризующие его данные:

2.1. Для шариковых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников с углом контакта  значения динамической С и статической ради­альных грузоподъемностей (табл. 19);

2.2. Для шарикового радиально-упорного с зна­чения С, и по табл. 19 и значение коэффициента е;

2.3. Для конического роликового значения C_r, е и У.

3. Для шариковых радиально-упорных и роликовых конических подшипников определяют для обеих осевые составляющие Rsот радиальных сил R_r, а затем по формулам вычисляют рас­четные осевые силы R_a. Задаются расчетными коэффициен­тами V, К_Би К_тв зависимости от условий работы.

4. Для шариковых радиальных и шариковых радиально-упорных подшипников с углом контакта определяют отношение по ГОСТу (приложение Г), принимаютзначение коэффициента е. Сравнивают отношениес коэффициентом е и принимают значения коэффициентов X и Y:

а) если , то для любого типа подшипника, кроме двухрядного, принимают Х=1, У=0;

б) если для подшипников шариковых ради­альных и радиально-упорных, то значения коэффициен­тов X и Y принимают по приложению Г.

в) при для конических роликовых подшипни­ков принимают коэффициент Х=0,4 (значение Y принято ранее в п. 2.3)

5. Вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку.

6. Определяют расчетную динамическую грузоподъем­ность подшипника и оценивают пригодность на­меченного подшипника по условию

Если расчетное значение больше значения базовой ди­намической грузоподъемности для принятого подшипника, то переходят к более тяжелой серии или принимают другой тип подшипника (например, вместо шарикового - роликовый) и рас­чет повторяют. В отдельных случаях увеличивают диаметр цапфы вала с целью перехода на следующий типоразмер подшипника. В этом случае в конструкцию вала вносят изменения.

Если для обеих опор вала принимают подшипники одного типа и одного размера, то расчет и подбор подшипника ведут по наиболее нагруженной опоре. В этом случае уменьшается количе­ство типоразмеров подшипников в конструкции.

 

Пример решения задачи

Для вала редуктора подобрать подшипники качения. На­грузка нереверсивная, спокойная. Рабочая температура подшип­никового узла не должна превышать 65°. Ресурс работы подшип­ника . Величина осевой нагрузки . Реакции опор , ,  , . Диаметр вала , угловая скорость вала (рис. 1).

 

 

Рисунок – 1 Схема подшипникового узла

 

Решение

1. Суммарные опорные реакции вала. Для опоры А

 

 

Для опоры В

 

Из расчета следует, что более нагруженной является опора А, по которой и ведем дальнейший расчет подшипника.

2. Выбор типа подшипника. По условиям работы подшип­никового узла (небольшая угловая скорость, малая осе­вая нагрузка) намечаем для обеих опор наиболее деше­вый шариковый радиальный подшипник легкой серии 208 (Приложение Г).

Характеристики подшипника. По табл. Для подшипника 208 базовая динамическая радиальная грузоподъемность , базовая статическая радиальная грузоподъ­емность .

3. Расчетные коэффициенты. В соответствии с условиями работы подшипника принимаем:

4. Коэффициент осевого нагружения е. При вычис­ляем отношение

По приложению Г для подшипника 208 е = 0,23. Коэффициенты радиальной и осевой нагрузок (X и Y). Вычисляем отношение

тогда X=1;Y=0.

5.Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка наи­более нагруженного подшипника (опора А)

 

 

6.  Расчетная динамическая радиальная грузоподъемность подшипника:

Следовательно, принятый подшипник 208 удовлетворяет за­данному режиму работы.

 

 

Содержание отчета

1. Титульный лист в соответствии СТП 1.2-2005

2. Цель работы

3. Задание

4. Схема подшипникового узла

5. Подбор подшипников качения

6. Ответы на контрольные вопросы

7. Вывод

Контрольные вопросы:

 

1. Как зависит выбор подшипника от действующей нагрузки?

2. Как по условному обозначению подшипника качения определить его тип, серию и диаметр?

3. Каково назначение смазки подшипников качения и как она осуществляется?

4. В каком случае, выбор подшипника производят по статической грузоподъемности, а в каком по динамической?

5. Какие материалы применяются для изготовления подшипников качения и почему?

 

 

Приложение А

(справочное)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Омский государственный университет путей сообщения»

структурное подразделение среднего профессионального образования

«Омский техникум железнодорожного транспорта»

(СП СПО ОТЖТ)

 

 

Специальность 23.02.06 «Техническая эксплуатация подвижного состава 

                                            железных дорог»

 

 

Практическая работа № 1

 

Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов

 

Дисциплина Техническая механика

 

 

Студент гр. ЭТХ – 110 - 2

                    (номер группы, курс)

 

__________________           Мишин И.В.

(подпись студента) (И.О.Фамилия студента)

 

________________ 

 (дата)

 

Преподаватель

 

                                       ______________ Косинцева С.Г.

(подпись преподавателя) (И.О.Фамилия преподавателя) 

 

______________                                                                                                                                                                 (дата)

_____________________

(оценка)

 

 

Омск 2016

 

 

Цель работы – научитьсястроить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов.

Задание: На балку действуют сосредоточенные силы F₁ и F₂. Построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов.

 

 

Решение:

 

1) рассмотрим участок до точки А с сечением 1-1.

у = 0;

- F1 + Q1 = 0;

Q1+ F1;

Q1 = - 10 кН

Сила  - отрицательная.

= 0;

- F1z1 + Mx1=0;

 

Mx1 = F1z1

Mx – отрицательный

При Z1 = 0; Mx0=0

При ; Мха = - 30 кН

Изгибающий момент меняется по линейному закону, график – прямая линия.

2) рассмотрим участок до точки В с сечением 2-2.

Fy = 0;

 - F1 + F2 - Q2 = 0

Q2 = - F1 + F2

Q2 = -10 +20 = 10 кН

Сила  положительна.

= 0

- F1z2 + F2 (Z2 - 3) + Mx2 = 0

- Mx2 = F1z2 - F2 (Z2 - 3)

При

Мха = 10 * 3 = 30 кНм

Мх - отрицательный

При

Знак меняется  слева от сечения В – положительный

Поперечную силу и изгибающий моментом определить сразу из зависимостей , не составляя уравнения равновесия участка.

3) рассмотрим участок до точки С с сечением 3- 3.

Q3 = - 10 + 20 = 10 кН – положительна

Для точки В получено два значения изгибающих моментов: из уравнения для участка 2 левее точки В и из уравнения для участка 3 правее точки В.

График поперечной силы участке 3 – прямая линия.

По полученным данным строим эпюры поперечных сил и изгибающих моментов.

 

 

Контрольные вопросы:

1. Что называется изгибом?

2. Напишите правило знаков для поперечных сил и изгибающих моментов

3. Охарактеризуйте внутренние силовые факторы при изгибе

4. Чему равен изгибающий момент в произвольном сечении?

5. Чему равна поперечная сила в произвольном сечении?

 

Ответы на контрольные вопросы:

1 Изгибом называется вид нагружения, при котором в поперечном сечении бруса возникает силовой фактор - изгибающий момент.

2 Правило знаков поперечных сил и изгибающих моментов:

Поперечная сила в сечении считается положительной, если она стремиться развернуть сечение по часовой стрелке, если против - отрицательной.

Если девствующие на участке внешние силы стремиться изогнуть балку выпуклостью вниз, то изгибающий момент считается положительным, если наоборот - отрицательным.

3. Внутренние силовые факторы при изгибе:

При чистом изгибе в поперечном сечении балки возникает только изгибающий момент, постоянный по величине.

При поперечном изгибе в сечение возникает изгиб, момент и поперечная сила.

4. Изгибающий момент в произвольном сечении балки численно равен алгебраической суме моментов всех внешних сил, приложенных к отсеченной части, относительно рассматриваемого сечения.

5. Поперечная сила в произвольном сечении балки численно равна алгебраической суме проекций всех внешних сил, действующих на отсеченной части на соответствующую ось.

 

 

Приложение

Б Сортамент

 

 

Приложение В

Стандартный ряд диаметров

10; 10,5; 11; 11,5; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 33; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 52; 55; 60; 63; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 120; 125; 130 далее через 10мм

 

 

 

Приложение Г