Пример подшипникового узла

Сельскохозяйственный факультет

Кафедра “Общетехнических дисциплин”

Лабораторная работа по Деталям машин.

“Изучение подшипников качения.”

Выполнил: студенты очной формы обучения,

Специальность МСХ, 431 гр.

110301,

Бакаев А.А.

Катаев А.В.

____________________________

подпись

Проверил: Чудов В.И..

____________________________

подпись

«_____» ______________ 2009г

Сыктывкар 2009

ИЗУЧЕНИЕ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Цель работы: получить навыки в определении типа конкретного образца подшипника и его параметров, в определении теоретической долговечности подшипника, а также в выборе компоновочной схемы подшипникового узла.

Теоретическая часть.

Подшипники, применяемые в опорах машин и механизмов, делятся на два типа: скольжения и качения. Данная лабораторная работа посвящена изучению подшипников качения. Опора качения состоит из корпуса, подшипника качения, устройств для закрепления подшипника на валу и в корпусе, защитных и смазочных устройств.

Подшипники качения состоят из наружного и внутреннего колец, с дорожками качения; шариков или роликов (тел качения); сепаратора. Подшипники стандартизированы.

По форме тела качения подшипники качения делятся на шариковые и роликовые. Ролики могут быть цилиндрические (короткие или длинные), игольчатые, бочкообразные, конические, витые.

По числу рядов тел качения различают однорядные, двухрядные и четырехрядные подшипники.

По способу компенсации перекосов вала подшипники могут быть несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся.

В зависимости от нагрузки, которая действует на подшипники, они делятся на следующие типы:

a) Радиальные, воспринимающие в основном радиальную нагрузку;

b) Упорные, воспринимающие только осевую нагрузку;

c) Радиально-упорные, воспринимающие комбинированную нагрузку.

По радикальным размерам при одинаковом диаметре внутреннего кольца различают серии: сверхлегкие, особо легкие, легкие, средние, тяжелые.

По ширине подшипника различают узкие, нормальные, широкие и особо широкие серии.

Преимущества подшипников трения качения:

1. Коэффициент трения качения:

f = 0,0015 0,006

2. Незначительный расход смазки по сравнению с подшипниками скольжения.

3. Малое сопротивление при разгоне, малый статический момент трения.

4. Меньшие габариты в длину по сравнению с подшипниками скольжения

5. Снижение стоимости производства за счет массового изготовления стандартных типов подшипников.

6. Простота монтажа, демонтажа и обслуживания.

7. Большая надежность против заедания.

Недостатки подшипников качения:

1) Ограниченная способность восприятия ударных и динамических нагрузок.

2) Ограничение срока службы подшипников усталостным выкрашиванием поверхности качения.

3) Меньшая долговечность при больших перегрузках и больших угловых скоростях.

4) Большие габариты по диаметру при больших нагрузках.

Система основных условных обозначений подшипников предусмотрена ГОСТ 3189-75. Маркировка на торце колес подшипников отражает их основные параметры и конструктивные возможности.

ПЕРВЫЕ ДВЕ ЦИФРЫ справа в маркировке обозначают внутренний диаметр подшипника. При внутреннем диаметре от 20 до 495 мм это двухзначное число следует умножить на 5 для получения фактического значения в мм. При диаметре до 20 мм принято обозначение:

маркировка 00 01 02 03

фактический диаметр (мм) 10 12 15 17

ТРЕТЬЯ ЦИФРА справа в маркировке обозначает серию подшипника по диаметру и ширине:

1- особо легкая;

2- легкая;

3- средняя;

4- тяжелая;

5- легкая широкая;

6- средняя широкая.

ЧЕТВЕРТАЯ ЦИФРА справа обозначает тип подшипника:

0- радиальный шариковый однорядный;

1- радиальный шариковый двухрядный сферический;

2- радиальный с короткими цилиндрическими роликами;

3- радиальный двухрядный сферический с бочкообразными роликами;

4- игольчатый;

5- радиальный с витыми роликами;

6- радиально- упорный шариковый;

7- радиально- упорный роликовый конический;

8- упорный шариковый;

9- упорный роликовый.

ПЯТАЯ И ШЕСТАЯ ЦИФРА справа характеризует конструктивные особенности подшипника.

СЕДЬМАЯ ЦИФРА справа обозначает серию подшипника по ширине.

Дополнительные буквенные и цифровые условные обозначения, проставленные слева и справа от основного условного обозначения характеризуют специальные условия изготовления данного подшипника.

Классы точности подшипников обозначают цифрами 0, 6, 5, 4 и 2, их проставляют слева от условного обозначения подшипника.

Примеры

1) 6- 212 – подшипник шариковый радиальный однорядный (212) класса точности 6;

2) 210Л – подшипник шариковый радиальный однорядный (210) класса точности 0 с сепаратором из латуни.

Для защиты от попадания пыли и грязи, а также для предохранения вытекания смазки из камеры корпуса подшипника применяют различные внешние уплотняющие устройства.

Различают контактные уплотняющие устройства (монтажные и войлочные); целевые уплотнения без проточек и с проточками; лабиринтные; уплотнения, основанные на действии центробежной силы; комбинированные уплотнения.

Причинами выхода из строя подшипников качения в большинстве случаев являются:

- усталостное выкрашивание контактирующих поверхностей от динамических нагрузок;

- абразивный износ колец и тел качения;

- раскалывание колец и тел качения из-за ударных и вибрационных нагрузок, а также от неправильного монтажа (перекос колец, заклинивание тел качения);

- разрушение сепараторов от центробежных сил.

Основной причиной выхода из строя подшипников качения является усталостное выкрашивание. Поэтому все подшипники качения, кроме не вращающихся и тихоходных (n<1 об/мин), рассчитываются на долговечность по динамической грузоподъемности. Не вращающиеся и медленно вращающиеся – на статическую грузоподъемность.

СТАТИЧЕСКАЯ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ – это такая статическая нагрузка (для радиальных и радиально-упорных – радиальная; для упорных – центрально-осевая), в результате которой общая остаточная деформация тела качения и кольца подшипника в наиболее нагруженной точке контакта не превышает 0,0001 диаметра тела качения. Она приводится в справочных таблицах для всех стандартных подшипников в качестве одного из показателей работоспособности подшипника.

При совместном действии радиальной и осевой статической нагрузки вводят понятие об эквивалентной статической нагрузке. Для радиальных и радиально-упорных подшипников ее задают как чисто радиальную, направленную по оси подшипника, а для упорных – как чисто осевую, направленную по оси подшипника. Эквивалентная статическая нагрузка должна вызывать остаточные деформации, равные возникающим при действительных условиях нагружения. Радиальные и радиально-упорные шарико- и роликоподшипники выбирают так, чтобы величина эквивалентной статической нагрузки, рассчитанная как большая из выражений

не превышала допускаемой статической грузоподъемности . Коэффициенты и выбирают из таблиц справочника "Подшипники качения". Таким образом, при подборе подшипников по статической грузоподъемности должно соблюдаться условие:

ДИНАМИЧЕСКАЯ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ – это такая постоянная нагрузка (для радиальных и радиально-упорных подшипников – радиальная при неподвижном наружном кольце, для упорных – центральная осевая), которую каждый из группы идентичных подшипников может воспринимать без появления признаков усталостного разрушения материала кольца или тела качения в течение 1 млн. оборотов кольца.

По динамической грузоподъемности подбирают подшипники при частоте вращения кольца n ³10 об/мин., но не превышающей предельной частоты вращения для данного подшипника. При n от 1 до 10 об/мин расчет ведут, как n = 10 об/мин.

Значение предельных частот вращения приведены в справочнике для каждого типоразмера подшипника класса точности 0 (нормального).

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ПОДШИПНИКА – это число оборотов (или часов работы при определенной постоянной частоте вращения кольца), которое подшипник должен проработать до появления признаков усталости материала любого кольца или тела качения в виде выкрашивания (раковины, отслаивания) на рабочих поверхностях деталей. Долговечность подшипника определяется его динамической грузоподъемностью и внешними факторами (величиной нагрузки, ее направлением, частотой вращения, качеством смазки и т.д.).

Номинальная долговечность (расчетный срок службы) – есть срок службы подшипника, в течение которого без появления признаков усталости материала должны проработать в одинаковых условиях не менее 90% из рассматриваемой группы идентичных подшипников.

Номинальную долговечность подшипника, выбранного по справочнику, можно рассчитать в зависимости от динамической грузоподъемности C и эквивалентной нагрузки P по формулам:

Если необходимо определить требуемую величину динамической

грузоподъемности, пользуются одной из следующих формул:

При выборе подшипника по динамической грузоподъемности должно соблюдаться условие:

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ НАГРУЗКА – это такая постоянная нагрузка (для радиальных и радиально-упорных подшипников – радиальная при вращающемся внутреннем кольце, для упорных подшипников – центральная осевая), при положении которой подшипник будет иметь такую же долговечность, как и при действительных условиях нагружения и вращения.

Эквивалентную нагрузку определяют по одной из следующих формул.

1) Для радиальных шариковых подшипников и радиально-упорных шарико- и роликоподшипников

2) Для упорно-радиальных подшипников

3) Для подшипников с короткими цилиндрическими роликами и игольчатых

4) Для упорных подшипников

где:

F_r – радиальная нагрузка, действующая на подшипник (кН);

F_a- осевая нагрузка, действующая на подшипник (кН);

U,C - коэффициенты осевой и радиальной нагрузки;

V- коэффициент вращения (при вращении внутреннего кольца подшипника относительно направления нагрузки V=1,0; а при вращении наружного кольца подшипника V=1,2)

- коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки на подшипник (в данной работе =1,2, что соответствует лёгким толчкам, кратковременным перегрузкам до 125% от нормальной нагрузки);

- температурный коэффициент, учитывающий температуру нагревания подшипника (в данной работе =1, т.е. подшипник нагревается до 105)

Значения , , X и Y для различных типов стандартных подшипников приведены в справочниках. Следует иметь в виду, что даже незначительное увеличение эквивалентной нагрузки ведет к очень существенному уменьшению расчетной долговечности подшипника. Следовательно, необходимо возможно точнее определять нагрузки, действующие на подшипник, и не вводить произвольных завышающих нагрузки коэффициенты. коэффициенты X и Y зависят от отношения величины осевой нагрузки к радиальной F_a/F_r или F_a/VF_r, от величины коэффициента осевого нагружения е, а для некоторых типов подшипников, кроме того, от отношения осевой нагрузки подшипника к его статической грузоподъемности F_a/C₀.

Для радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников с номинальным углом контакта a£15⁰ значение величины коэффициента F_a/F_r осевого нагружения е и коэффициента осевой нагрузки Y выбирают в зависимости от величины отношения F_a/C₀, а для радиально-упорных шарикоподшипников с углом контакта a>15 и для роликоподшипников коэффициенты X и Y выбирают в зависимости от отношения F_a/F_r или F_a/VF_r коэффициента е и угла контакта a. При выборе Y применяют линейную интерполяцию.

ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ:

При выборе типа и размеров шариковых и роликовых подшипников необходимо учитывать следующие факторы:

a). Величину и направление нагрузки (радиальная, осевая, комбинированная);

b). Характер нагрузки (постоянная, переменная, ударная);

c). Частоту вращения кольца подшипника;

d). Необходимую долговечность (желаемый срок службы, выраженный в часах или миллионах оборотов);

e). Окружающую среду (температуру, влажность, кислотность);

f). Особые требования к подшипнику, предъявляемые конструкцией узла машин или механизма.

Классы точности подшипников качения назначают с учетом требований точности скорости вращения и других условий работы механизма и машины. Методика расчета и подбора стандартных подшипников качения приведена в ГОСТ 18854-82 и ГОСТ 18855-82. Подшипники качения – стандартные узлы с полной внешней взаимозаменяемостью.

Практическая часть

1) Подшипник 7208 – радиально - упорный роликовый конический, лёгкая серия.

	Теоретические значения	Табличные значения
Наружний диаметр, мм
Внутренний диаметр, мм
Ширина, мм
Масса, кг		0,446
Код подш. по ОКП		46 2413 05755
Угол контакта		10/3
Квалитет точности
Число оборотов n, об/мин
Коэф. радиал. нагруз., X		0,4
Коэф. осевой нагруз., Y		1,56

2) Подшипник 6-180606 – шариковый однорядный радиальный, лёгкая серия.

6-180606	Теоретические значения	Табличные значения
Наружний диаметр, мм
Внутренний диаметр, мм
Ширина, мм
Масса, кг		0,473
Код подш. по ОКП		46 1983 72414
Угол контакта
Квалитет точности
Число оборотов n, об/мин
Коэф. радиал. нагруз., X		0,56
Коэф. осевой нагруз., Y		1,45

3) Подшипник 46306Л – шариковый однорядный радиальный, лёгкая серия.

46306Л	Теоретические значения	Табличные значения
Наружний диаметр, мм
Внутренний диаметр, мм
Ширина, мм
Масса, кг		0,402
Код подш. по ОКП		46 1523 33675
Угол контакта
Квалитет точности
Число оборотов n, об/мин
Коэф. радиал. нагруз., X		0,16
Коэф. осевой нагруз., Y		1,45

4) Подшипник 7000108 – шариковый однорядный радиальный, типа «Конрад», особо легкая серия.

	Теоретические значения	Табличные значения
Наружний диаметр, мм
Внутренний диаметр, мм
Ширина, мм
Масса, кг		0,126
Код подш. по ОКП		461213 77422
Угол контакта
Квалитет точности
Число оборотов n, об/мин
Коэф. радиал. нагруз., X		0,56
Коэф. осевой нагруз., Y		1,45

Пример подшипникового узла

Вывод: в результате проделанной данной лабораторной работы мы научились определять тип конкретного образца подшипника, его параметры (наружный и внутренний диаметры, ширину и другие), а также определять теоретическую долговечность и способ наиболее рациональной компоновки подшипникового узла.

Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 10; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!