Материал: m34700

86

шипников качения по критерию работоспособности – динамическая грузоподъемность основан на формуле

где L – ресурс, млн. оборотов;

C – динамическая грузоподъемность по каталогу; P – эквивалентная нагрузка;

p =3 для шариковых и p = 10/3 3,33 для роликовых подшипников;

a1 – коэффициент надежности;

a2 – обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации.

Эквивалентная динамическая нагрузка подшипника вычисляется с учетом радиальной и осевой сил (реакций опор) в зависимости от того, какое кольцо подшипника вращается, от характера нагрузки и температурных условий работы.

Номинальную долговечность (ресурс) удобнее считать в часах при постоянной частоте вращения n, об./мин:

Сопоставляя Lh с требуемой долговечностью, делается заключение о приемлемости выбора подшипника.

Проверка подшипников по статической грузоподъемности проводится сопоставлением ее каталожного значения и эквивалентной статической нагрузки.

4.2. Исходные данные и анализ результатов расчетов

Автоматизированный расчет по программам предусматривает ввод исходных данных и вывод на монитор результатов расчетов, которые могут быть распечатаны.

Для подшипников качения при расчете их долговечности исходные данные включают:

-силы радиальные и осевые, нагружающие рассчитываемый подшипник; Fr и Fa;

-динамическую и статическую грузоподъемность подшипника по каталогу, С и Со;

-частоту вращения вала (кольца внутреннего или внешнего) n, об./мин;

87

-коэффициент безопасности (динамичности нагрузки), Kб;

-температурный коэффициент, Кт (до 100о Кт=1);

-коэффициент надежности (обычно 0,9; тогда а1=1);

-условия эксплуатации, качества металла (при обычных

условиях для шарикоподшипников а2 = 0,8, для роликоподшипников и сферических шариковых а2 = 0,6);

-тип нагрузки (постоянная, переменная …).

При использовании системы АРМ WinMachine и ее подсистемы расчета подшипников качения WinBear, выполняющей комплексный анализ опор качения всех известных типов, дополнительно вводятся геометрические параметры выбранного подшипника (обычно из базы данных) и параметры точности (радиальные биения дорожек качения внешнего и внутреннего колец).

Анализ результатов расчетов позволяет приблизиться к оптимальному выбору подшипника перебором вариантов по типу подшипников (шариковый-роликовый, радиальный-радиальноупор- ный), серии, схеме установки (одинарный-сдвоенный, "враспор"- "врастяжку" для радиально-упорных (рис. 4.1) и т.п.). Может потребоваться и полная перекомпановка узла, так как известно, что при вращении внешнего кольца долговечность подшипника заметно ниже, чем при вращении внутреннего. В конструкции предусматриваются регулировки осевого люфта валов (рис. 4.2; 4.3).

Рис 4.1

88

Рис. 4.2

Рис. 4.3

4.3. Вопросы анализа производственных ситуаций

Пример вопроса 1. Во сколько раз изменится долговечность подшипника

опоры вала, нагруженного только радиальной силой, если пришлось вместо подшипника № 2210 (С = 45,7 кН) использовать подшипник № 210 (С = 35,1 кН).

Ответ 1) Критерий работоспособности – расчет на долговечность

(ресурс) по динамической грузоподъемности; формула 4.1, выбранная для анализа.

89

2)Изменение типа подшипника с роликового на шариковый приведет к снижению долговечности подшипника (подшипниковой опоры): показатель степени был 10/3, а стал 3.

3)Долговечность опоры уменьшится, т. к. С уменьшится в 45,7/35,1 = 1,3 раза.

4)Долговечность опоры при действии двух факторов уменьшится в 1,310/3/1,03 = 1,310/3 раз, т. е. несколько больше, чем

в1,3 раза.

Примеры вопросов:

1.Как изменится долговечность подшипникового узла, если применить вместо подшипника № 209 № 2209?

2.Как изменится долговечность подшипникового узла, если

применить вместо шарикового подшипника роликовый (динамическая грузоподъемность остается неизменной за счет изменения серии подшипника)?

4.4. Краткое руководство пользователя системами

автоматизированного расчета (подбора) подшипников качения

Для учебной программы подбора подшипников качения ПМ ВГАУ специальное руководство пользователя не предусмотрено, т. к. действия пользователя предопределены диалоговым режимом работы.

При использовании АРМ WinMachine и ее програмного модуля WinBear – подсистемы расчета неидеальных подшипников качения необходимо учитывать следующее. Подсистема предназначена для комплексного анализа опор качения всех известных типов. С ее помощью могут быть рассчитаны: долговечность подшипника, перемещения, наибольшие контактные напряжения, силы, действующие на тела качения, моменты трения, потери мощности, тепловыделение в подшипнике.

После запуска программы WinBear по команде Данные вводятся в появляющихся диалоговых окнах последовательно: тип подшипника, его геометрия, точность, условия работы. Только после ввода всех исходных данных активизируется команда Расчет, при нажатии (курсором – левой клавишей мыши) на которую выполняются все вычисления.

90

Для вывода результатов на монитор используется команда Результаты, где отражена средняя долговечность подшипника в часах. Результаты расчета (вместе с исходными данными) могут быть распечатаны (достаточно только одной страницы). При необходимости могут быть проанализированы и все другие итоги вычислений, представленные в табличной и графической формах, анимацией биений.

Программой предусматривается диагностика исходных данных в виде сообщений о некорректности параметров и т. п.

При нажатии кнопки Подсказка можно получить справку по всем вопросам функционирования программы, не прибегая к чтению руководства пользователя.

Для расчета подшипников скольжения в системе АРМ WinMachine предусмотрен программный модуль WinPlain.