Учебное пособие 1633

ФЕДЕРАЛЬНОЕАГЕНТСТВОПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедратранспортныхмашин

ДЕТАЛИ МАШИН

МЕТОДИЧЕСКИЕУКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ для студентов 3-го курса специальности 270109

«Теплогазоснабжение и вентиляция» и 2-го курса специальности 330100 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»

Воронеж 2010

УДК 621.81(07) ББК 34.44я7

Составители В.А. Жулай, С.А. Никитин, Н.М. Волков и др.

Детали машин и основы конструирования: метод. указания к выполнению лабораторных работ № 1 – 7 для студ. всех форм обучения спец. 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция» и 330100 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» / Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т; сост.: В.А. Жулай, С.А. Никитин, Н.М. Волков, Д.Н. Дегтев, А.Н. Щиенко. – Воронеж, 2010. – 28 с.

Разработаны для проведения лабораторных работ по курсу «Детали машин и основы конструирования».

Предназначены для студентов 3 курса всех форм обучения специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция» и 2 курса специальности 330100 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере».

Ил.21. Табл. 8. Библиогр.: 5 назв.

УДК 621.81(07) ББК 34.44я7

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Рецензент – В. Н. Геращенко, канд. техн. наук, проф. кафедры строительных и дорожных машин ГОУВПО ВГАСУ

2

ВВЕДЕНИЕ

Курс «Детали машин» занимает важное место в инженерной подготовке студентов. Изучая этот курс, будущий инженер получает основные сведения и навыки, необходимые для проектирования деталей, узлов и машин в целом. Здесь он впервые сталкивается с многообразием тесно связанных между собой факторов, влияющих на выбор того или иного решения поставленной задачи. Нередки случаи, когда влияние отдельных факторов на несущую способность деталей машин не может быть учтено теоретическим путем, а оценивается на базе опытных данных. Отсюда следует важность экспериментального изучения работы деталей и узлов машин, что является неотъемлемой частью курса. В методических указаниях представлено описание имеющихся по дисциплине «Детали машин» лабораторных установок и дается методика выполнения на них лабораторных работ. Эти работы охватывают основные, наиболее важные и трудные для понимания разделы курса «Детали машин».

Выполнение лабораторных работ преследует двоякую цель. С одной стороны, оно способствует углублению теоретических знаний, полученных студентами в процессе изучения лекционного материала курса, повышению уровня проектно-конструкторской подготовки студентов. С другой стороны, лабораторные работы позволяют привить навыки проведения научно-исследовательских работ, умение поставить эксперимент, обработать и наглядно представить экспериментальные данные, а также правильно анализировать его результаты, что, безусловно, необходимо уметь делать будущим инженерам в практической работе.

3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

1.1. ЦЕЛЬРАБОТЫ Ознакомиться с классификацией, условными обозначениями подшипников

качения, конструкцией основных типов подшипников качения в металле и особенностями их эксплуатации.

1.2.КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Подшипник является опорой для вала (или любой вращающейся детали), воспринимающей действующие со стороны поддерживаемой детали нагрузки, при этом обеспечивая ее вращение или качение.

По направлению действия нагрузки, которую могут воспринимать подшипники, они делятся на следующие группы:

а) радиальные подшипники – воспринимают в основном радиальную нагрузку (шарикоподшипники однорядные с канавкой для ввода шариков, роликоподшипники с цилиндрическими роликами), но могут воспринимать и осевую нагрузку (шарикоподшипники однорядные, шарико- и роликоподшипники двухрядные сферические); б) радиально-упорные и упорно-радиальные подшипники – предназначены

для восприятия комбинированных, т.е. одновременно действующих радиальных и осевых нагрузок, причем преобладающей может быть как радиальная, так и осевая нагрузки; в) упорные подшипники – предназначены для восприятия только осевых нагрузок.

По форме тел качения подшипники делятся на шариковые и роликовые. Роликовые подшипники, в свою очередь, подразделяются на следующие типы:

а) с короткими цилиндрическими роликами; б) с длинными цилиндрическими роликами; в) с витыми роликами; г) с коническими роликами;

д) с игольчатыми роликами; е) со сферическими или сфероконическими роликами.

По конструктивным особенностям подшипники делятся на несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся.

По числу тел качения подшипники делятся на одно-, двух-, и многорядные.

1.3. КРАТКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Тип подшипников – совокупность признаков, определяющих его основные свойства (направление воспринимаемой нагрузки и форма тел качения).

4

Шарикоподшипник радиальный однорядный

Предназначен для восприятия радиальной нагрузки, а также осевой в обе стороны в случае неиспользованной (до 70 %) допустимой радиальной нагрузки (т.е. разности между допустимой в данных условиях и действующей радиальными нагрузками). Является одним из наиболее распространенных и дешевых подшипников качения. Характеризуется сравнительно малой радиальной и осевой жесткостью, поэтому не рекомендуется для применения в узлах, требующих точной фиксации валов.

Рис. 1.1. Шарикоподшипник радиальный однорядный

Шарикоподшипник радиальный двухрядный сферический (самоустанавливающийся)

Предназначен для восприятия радиальной нагрузки. Может воспринимать ограниченную осевую, не превышающую 20% неиспользованной радиальной нагрузки. Допускает значительные (до 2° + 3°) перекосы внутреннего кольца (вала) относительно наружного кольца (корпуса).

Применяется в узлах с нежесткими валами и в конструкциях, где не может быть обеспечена надлежащая соосность отверстий корпусов.

Рис. 1.2. Шарикоподшипник радиальный двухрядный сферический

5

Роликоподшипник радиальный с короткими цилиндрическими роликами

Предназначен для восприятия радиальной нагрузки. Допускает раздельный монтаж внутреннего кольца (с комплектом роликов) и наружного кольца подшипника. Обладает большей радиальной грузоподъемностью, чем радиальный шарикоподшипник. Очень чувствителен к перекосам осей колец. Требует жестких валов и высокой соосности посадочных мест.

Рис. 1.3. Роликоподшипник радиальный с короткими цилиндрическими роликами

Роликоподшипник радиальный с длинными цилиндрическими роликами или иглами

ролика; d – диаметр ролика). Рекомендуется для применения в узлах, работающих при колебательном

движении вала или при малых частотах вращения.

Игольчатые подшипники высокой точности с сепаратором могут работать при сравнительно высоких скоростях (окружная скорость вала до 10 +12 м/с).

6

Роликоподшипник упорный

а)

.

а)

б)

Рис. 1.9. Роликоподшипник упорный:

а) с цилиндрическими роликами; б) с коническими роликами

Имеет такое же назначение, что и упорный шарикоподшипник, но обладает большей нагрузочной способностью (рис 1.9 а). Снабженный коническими роликами (рис. 1.9 б) – обладает наименьшими габаритами при максимальной нагрузочной способности

Подшипники с витыми роликами

Подшипники с витыми роликами воспринимают только радиальные нагрузки, не фиксируя вал в осевом направлении. Могут воспринимать ударные нагрузки и малочувствительны к загрязнению. По сравнению с подшипниками с цилиндрическими роликами они имеют примерно вдвое мень-

шую грузоподъемность и

Рис. 1.10. Подшипники с витыми роликами могут работать при неболь-

ших частотах вращения.

9

Подшипники с витыми роликами применяются в тихоходных узлах, не требующих точности вращения: в рольгангах прокатных станов, узлах сельскохозяйственных машин, на трансмиссионных валах металлургического оборудования.

1.4. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ (РФ)

Маркировка подшипников состоит из условного обозначения и стандартизована в соответствии ГОСТ 3189-89 и условного обозначения завода-изготовителя.

Основное условное обозначение подшипника состоит из семи цифр основного условного обозначения (при нулевых значениях этих признаков оно сокращается до 2 знаков) и дополнительного обозначения, которое располагается слева и справа от основного. При этом дополнительное обозначение, расположенное слева от основного, всегда отделено знаком тире (—), а дополнительное обозначение, расположенное справа, всегда начинается с какой-либо буквы. Чтение знаков основного и дополнительного обозначения производится справа налево.

Схема 1 основного условного исполнения для подшипников с диаметром отверстия до 10 мм, кроме подшипников с диаметрами отверстий 0,6; 1,5 и 2,5 мм, которые обозначаются через дробь.

X XX X 0 X X

65 4 3 2 1

1)Диаметр отверстия, один знак;

2)серия диаметров, один знак;

3)знак ноль;

4)тип подшипника, один знак;

5)конструктивное исполнение, два знака;

6)размерная серия (серия ширин или высот), один знак.

Схема 2 основного условного исполнения для подшипников с диаметром

отверстия от 10 мм до 495, кроме подшипников с диаметрами отверстий 22, 28, 32 и 500 мм, обозначаемые через дробь (например: 602/32 (d=32мм)). Подшипники, имеющие диаметр отверстия 500 мм и более, внутренний диаметр обозначается как номинальный диаметр отверстия.

X XX X X XX 5 4 3 2 1

1)Диаметр отверстия, деленный на 5 (иначе для обозначения размера, начиная со 100 мм, пришлось бы занять три цифры) – два знака;

2)серия диаметров – один знак. Перечень серий диаметров указан в порядке увеличения размера наружного диаметра подшипника при одинаковом внутреннем

10