Подбор подшипников качения на заданный ресурс

Подбор подшипников качения на заданный ресурс

Подшипники быстроходного вала (Обозначение: 7207А)

Расчетная схема

Исходные данные:

Осевая сила на шестерне:

Окружная сила на шестерне:

Радиальная сила на шестерне:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 12500 ч.

Определение радиальной нагрузки:

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .



Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2. Определение осевой нагрузки

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е - коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 24.16] принимаем е = 0,37. Тогда

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим:



Тогда

3. Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [2, табл. 7.5] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 24.16] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т.к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно расчет производим по второй опоре. ), следовательно статическая прочность обеспечена.

4. Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (67207А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагружения принимаем по [1, табл. 24.16]:

. Частота вращения быстроходного вала n = 717.7.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,6. По [2, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности . Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

Для него вычисляем расчетный скорректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс меньше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7207А не пригоден. Назначим подшипник средней серии 7307А и проведем его расчет на грузоподъемность.

Для данного подшипника:

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагружения принимаем по [1, табл. 24.16]:

.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,9.

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то подшипник 7307А пригоден.

Подшипники промежуточного вала (7207A)

Расчетная схема

Исходные данные:

Осевая сила на шестерне:

Окружная сила на шестерне:

Радиальная сила на шестерне:

Осевая сила на колесе:

Окружная сила на колесе:

Радиальная сила на колесе:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 12500 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .



Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е - коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 24.16] принимаем е = 0,37. Тогда

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим:

.

Тогда ,

3. Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [2, табл. 7.3] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 24.16] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т.к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно, расчет производим по второй опоре. ), следовательно, статическая прочность обеспечена.

4 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагружения принимаем по [2, табл. 7.3]:

. Частота вращения промежуточного вала n = 183.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 0,4, Y = 1,5.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 1 , Y = 0. По [2, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности .Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

Для него вычисляем расчетный скорректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7207А пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.

Подшипники тихоходного вала (213)

Расчетная схема



Исходные данные:

Осевая сила на колесе:

Окружная сила на колесе:

Радиальная сила на колесе:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 12500 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

,

е - коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 7.2] принимаем

.

Дальнейший расчет ведем по опоре 2.

3 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (213):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагружения принимаем по [1, табл. 7.2]:

Отношение . Тогда

Х =1, Y = 0. По [1, табл. 7.6] принимаем значение коэффициента безопасности . Значение температурного коэффициента:

Считаем эквивалентную динамическую нагрузку:

Для него вычисляем расчетный скорректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 213 пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.

Подшипники приводного вала.

Расчетная схема

Исходные данные:

Окружная сила на барабане:

Консольная нагрузка со стороны редуктора:

Требуемый ресурс: 12500 ч.

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

Назначаем предварительно подшипник 1212.

Для него статическая грузоподъемность .

Осевая нагрузка отсутствует, поэтому => X=1, Y=0.

Для режима нагружения 3 коэффициент эквивалентности KE=0,56.

Расчет ведем по более нагруженной опоре.

По [1, табл. 7.6] принимаем значение коэффициента безопасности . Значение температурного коэффициента:

Расчетный ресурс

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 1212 пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.