Главная

Подшипники скольжения.

Приближенный расчет (проверка) радиального подшипника

Расчет производят по удельной нагрузке р в подшипнике и величине pν, в некоторой мере характеризующей износ последнего и нагрев.

Окружная скорость на шейке вала, м/с,

ν = πdn/ (1000·60),

где d - диаметр подшипника, мм; n - частота вращения шпинделя, мин^-1.

Удельная нагрузка в подшипнике, МПа,

p = P/dl ≤ [p],

где d и l - диаметр и длина подшипника, мм; Р- сила, действующая на подшипник, Н. Величина pν≤ [pν].

Для предварительного расчета подшипников, несущих при небольшой скорости умеренную нагрузку, можно допускаемые р и pv принимать по табл. 1.

Момент трения на шипе

M_т =0,5fPd = 0,5fpld².

Потеря мощности на трение в подшипнике и соответствующее тепловыделение (в Вт)

А = Mτ^ω/1020 кВт ≈ fPν, Вт,

где M_τ - в Н·м; ω - в рад/с; Р - в Н; v - в м/с.

Коэффициенты трения f при слабой смазке для стали:

по серому чугуну и пластмассам 0,15-0,20

по антифрикционному чугуну, бронзе 0,10-0,15

по баббиту 0,06-0,10

по влажной резине 0,02-0,12

Для подшипников шпинделей, вращающих обрабатываемое изделие (например, токарных станков), расчетным случаем (при наибольших удельных нагрузках) обычно является обработка в патроне с предельными режимами, а для подшипника шпинделей тяжелых станков — обработка изделий максимальной массы.

Приведенные в табл. 2 величины установлены практикой и в значительной мере условны. При высоких кромочных давлениях или недостаточной смазке указанные значения следует несколько снижать; при совершенной смазке и малых кромочных давлениях можно допускать более высокие значения [pv].

В современных станках окружные скорости на шейке вала доходят до 12м/с. Удельные нагрузки р в подшипниках валов и шпинделей станков, имеющих среднюю частоту вращения, обычно не превышают 3МПа, в подшипниках тихоходных валов при малых окружных скоростях (измеряемых долями м/с) удельные нагрузки иногда доходят до 10МПа.

1. Допускаемые [р] и [pv] для предварительного расчета подшипников

Механизмы	Допускаемые
	[p], МПа	[pv], МПа·м/с
Редукторы зубчатые и червячные Транспортеры, шнеки, рольганги Открытые тихоходные передачи Приводы вращающихся печей, сушильных барабанов и пр.	1-3 2-10 1-4 4-15	6-12 4-10 3-6 6-15

Температура подшипника зависит от величины v²/Δ. При ее определении можно для упрощения расчета исходить из условия центрального расположения цапфы в подшипнике. При таком предположении температура подшипника (со смазкой без принудительного давления) может быть оценена по графику (рис. 1) в зависимости от величины v²/Δ, где Δ – диаметральный зазор в мм.

2. Допустимые режимы работы подшипников

Материалы вкладыша	Гладко обработанная закаленная шейка вала		Незакаленная шейка вала
	[pv], МПа·м/с	[v], м/с	[pv], МПа·м/с	[v], м/с
Бронза оловянная БрОФ10-1	10	8	6	5
Бронза БрОЦС5-7-12, БрОЦС6-6-3	8	6	5	4
Бронза БрАЖ9-4	7.5-15	5	Не рекомендуется
Бронза БрС30	10	10	То же
Цинковый сплав ЦАМ 10-5	9-10	2,5	4	2,5
Баббиты Б16, БН6	15	10	10	6
Антифрикционный чугун АЧС-1, АЧС-2	1,5-12	1-4	1	2,5

Рис. 1. Коэффициент теплоотдачи К, отнесенный к единице площади проекции шейки вала; для подшипников, расположенных в коробках скоростей и обдуваемых, принято К = 837,3Вт/(м²·°С), для отдельно расположенных подшипников К = 293,1Вт/(м²·°С)

Для шпиндельных подшипников нормальной точности можно принимать Δ=0,015…0,020мм. Для подшипников прецизионных станков расчетные значения Δ несколько меньше.

Рабочая температура подшипников не должна превышать 75°С.

Для подшипников скольжения с принудительной подачей смазки (например, в шлифовальных станках) следует учитывать теплоотдачу в масло.

Конструктивные размеры бронзового или чугунного вкладыша (рис. 2) ориентировочно таковы:

H ≈ (1,1…1,3)S₁ + 5мм; h ≈ 0,5H;

S₁ ≈ 5ммдляd = 35 … 60мм;

S₁ = 7,5мм для d = 65 … 110мм;

S₁ = 10мм для d = 120 … 200мм.

Рис. 2. Конструктивные размеры вкладыша

Целесообразно брать l/d≥ 1. В практике l/d = 0,5 … 1,5. С увеличением d отношение l/d уменьшается: чем длиннее цапфа, тем вероятнее неравномерность распределения нагрузки по ее длине и повышение местного износа вкладыша в его краях. Подшипник с l/d > 1 можно применять для увеличения жесткости валов, а также в опорах подшипников вертикальных валов, где обычно кромочные давления, вызываемые изгибом вала, менее опасны.

Ориентировочные значения l/d: в подъемных механизмах 1,2–2 , в металлорежущих станках 1,1–2, в редукторах 0,8–1,2.

Закрепление подшипниковых втулок винтами приведено в табл. 5. Применение закрепительных штифтов для втулок дано в табл. 10.

---

email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Теоретическая механика Сопротивление материалов

Прикладная механика Строительная механика Теория машин и механизмов

00:00:00