25.3. Динамическая грузоподъемность подшипников качения. Выбор подшипников и определение их ресурса

Динамическая грузоподъемность подшипников. Расчет удобнее выполнять по действующей нагрузке R:

где L – номинальная долговечность подшипника, млн оборотов;

С – динамическая грузоподъемность, Н;

R – эквивалентная нагруз­ка, Н;

q – показатель степени кривой усталости подшипника;

– расчетная долговечность подшипника, млн оборотов;

n – частота вращения кольца, мин^–1;

L_h – расчетная долговечность подшипника, ч.

Под динамической грузоподъемностью С радиальных и радиально-упорных подшипников понимают (по договоренности) постоянную радиальную нагрузку (в ньютонах), которую подшипник с неподвижным наружным кольцом может воспринимать в течение номинальной долговечности в 1 млн оборотов. Динамическая грузоподъемность упорных и упорно-радиальных подшипников – постоянная центральная осевая нагрузка (в ньютонах), которую подшипник может воспринимать в тече­ние номинальной долговечности в 1 млн оборотов одного из колец.

Принимают q = 3 (m = 9) для шарикоподшипников и q = 3,33 (m = 6,66) для роликоподшипников.

Эквивалентную нагрузку для подбора подшипников определяют с учетом особенности их работы в эксплуатационных условиях:

где x – коэффициент радиальной нагрузки;

V – коэффициент вращения (V = 1 при вращении внутреннего кольца, V = 1,2 при вращении наружного кольца);

F_r – радиальная сила;

y – коэффициент осевой нагрузки;

F_а – осевая сила;

K_б – коэффициент безопасности, учитывающий влияние на долговечность подшипников ха­рактера внешних нагрузок;

K_т – температурный коэффициент.

Выбор подшипников и определение их ресурса. Выбор подшипников качения производят по приведенной нагрузке R и расчетному ресурсу L (в млн оборотов) по формуле

Используя полученное расчетное значение динамической грузоподъемности, по справочнику или каталогу выбирают подшипник; при этом должно быть соблюдено условие (С – динамичес­кая грузоподъемность подшипника по каталогу).

Если подшипник принят по конструктивным соображениям, то расчетом проверяют его ресурс:

1 с^–1 () ≈ 10 мин^–1 (n).

25.4. Муфты механических приводов. Общие сведения и классификация

Муфтами называют устройства, предназначенные для передачи вращения между валами совместно работающих узлов (агрегатов) ма­шин, между частями составных валов (в валопроводах, трансмиссиях), а также для соединения валов с расположенными на них деталями (зубчатыми колесами, звездочками и т. д.).

Муфты бывают:

– общего назначения.

– управляемые;

– предохранительные.

1. Простейшую конструкцию имеют втулочные муфты (рис. 25.5, а, б), применяемые для соединения валов диаметрами до 60–70 мм (здесь рассматриваются лишь приводные механические муфты). В ка­честве муфт используют также торсионы со шлицевыми хвостовиками, входящими в шлицевые отверстия в хвостовиках соединяемых валов. Для облегчения монтажа приводов муфты выполняют обычно сборными, состоящими из полумуфт, которые соединяют после установки узлов на раме (станине и т. п.) с по­мощью болтов (рис. 25.5, в) и дру­гими способами. Широко распространены муфты в виде автономных устройств (узлов), изготовляемых на специализированных предприятиях (производствах). Это упрощает стандартизацию муфт. Для фиксирования их на хвостовиках соединя­емых валов обычно используют шпоночные и шлицевые соединения (муфты общего назначения).

а

б

в

Рис. 25.5. Глухие муфты

2. Управляют работой (включают и выключают исполнительный механизм при работающем двигателе, облегчают пуск машины и др.) управляемые муфты.

3. Регулируют параметры (ограничивают частоты вращения (максимальную и минимальную), предохраняют детали и машины от слу­чайных (недопустимых) перегрузок) предохранительные муфты.

Основной нагрузкой для муфт является вращающий момент. В свя­зи с этим их нагрузочную способность принято оценивать допустимым вращающим моментом T_n, значения которого вместе с размерами, мас­сой и другими данными указывают в паспортах муфт.

Наибольший длительно действующий момент T_дл для муфт может быть определен теоретически или экспериментально. В упрощенном расчете, используя опыт проектирования и эксплуатации машин, при­нимают

где – коэффициент режима работы;

K_б = 1,0–1,8 – коэффициент безопасности, учитывающий характер последствий при выходе муфты из строя;

K_д = 1,0–1,5 – коэффициент, учитывающий характер передаваемой нагрузки (меньшие значения принимают при спокойной нагрузке, большие – при ударной и реверсивной).

Муфты разнообразны по конструкции. Наиболее распространенные из них стандартизованы и рассмотрены ниже. Выбор типа муфт произ­водят в соответствии с конструктивными особенностями и требовани­ями, предъявляемыми к приводу (машине) в целом.