9 Подбор подшипников качения на заданный ресурс

9.1 Быстроходный вал

Силы, действующие на подшипники:

F_rBmax = (R²_Вx + R²_Вy)^1/2 = (921² + -766²)^1/2 = 1198 Н,

F_rDmax = (R²_Dx + R²_Dy)^1/2 = (24² + -766²)^1/2 = 766 Н,

F_amax = 230 Н.

Для типового режима нагружения 1 коэффициент эквивалентности K_E = 0,8. Тогда эквивалентные нагрузки равны:

F_rВ = K_EF_rВmax = 0,8∙1198 = 958 Н,

F_rD = K_EF_rDmax = 0,8∙766 = 613 Н,

F_aВ = K_EF_amax = 0,8∙230 = 184 Н.

Для принятых подшипников находим: C_r = 32 кH, C_0r = 17,8 кН [1, таблица 24.10].

Для опоры В отношение iF_aВ/C_0r = 1∙184/17800 = 0,014. Из [1, таблица 7.1] выписываем X = 0,56, Y = 2,3, e = 0,19.

Отношение F_a/(VF_rВ) = 184/(1∙958) = 0,19, что больше e. Окончательно принимаем X = 0,56, Y = 2,3.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка (для опоры В):

P_rВ = (VXF_rВ + YF_aВ)K_бK_Т,

где K_б – коэффициент безопасности [1, таблица 7.4];

K_Т – температурный коэффициент [1, С.109].

P_rВ = (1∙0,56∙958 + 2,3∙184)∙1,5∙1 = 1440 Н.

Расчетный скорректированный ресурс подшипника при a₁ = 1 [1, таблица 7.5], a₂₃ = 0,8 (обычные условия применения), k = 3 (шариковый подшипник):

L_10ah = a₁a₂₃(C_r /P_rВ)^k 10⁶/(60n) = 1∙0,8∙(32000/1440)³∙10⁶/(60∙2910) = 44018 ч,

L_10ah > L_h.

Подшипник пригоден.

9.2 Промежуточный вал

Силы, действующие на подшипники:

F_rAmax = (R²_Ax + R²_Ay)^1/2 = (-754² + 306²)^1/2 = 814 Н,

F_rDmax = (R²_Dx + R²_Dy)^1/2 = (-1637² + -3692²)^1/2 = 4038 Н,

F_amax = 1020 Н.

Для типового режима нагружения 1 коэффициент эквивалентности K_E = 0,8. Тогда эквивалентные нагрузки равны:

F_rА = K_EF_rАmax = 0,8∙814 = 651 Н,

F_rD = K_EF_rDmax = 0,8∙4038 = 3231 Н,

F_a = K_EF_amax = 0,8∙1020 = 816 Н.

Для принятых подшипников находим: C_r = 35,1 кH, C_0r = 19,8 кН [1, таблица 24.10].

Для опоры D отношение iF_a/C_0r = 1∙816/19800 = 0,041. Из [1, таблица 7.1] выписываем X = 0,56, Y = 1,87, e = 0,24.

Отношение F_aD/(VF_rD) = 816/(1∙3231) = 0,25, что больше e. Окончательно принимаем X = 0,56, Y = 1,87.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка (для опоры D):

P_rD = (VXF_rD + YF_aD)K_бK_Т,

где K_б – коэффициент безопасности [1, таблица 7.4];

K_Т – температурный коэффициент [1, С.109].

P_rD = (1∙0,56∙3231 + 1,87∙816)∙0,85∙1 = 2835 Н.

Расчетный скорректированный ресурс подшипника при a₁ = 1 [1, таблица 7.5], a₂₃ = 0,8 (обычные условия применения), k = 3 (шариковый подшипник):

L_10ah = a₁a₂₃(C_r /P_rD)^k 10⁶ / (60n) = 1∙0,8∙(35100/2835)³∙10⁶/(60∙735,2) = 37871 ч,

L_10ah > L_h.

Подшипник пригоден.

9.3 Тихоходный вал

Силы, действующие на подшипники:

F_rAmax = (R²_Ax + R²_Ay)^1/2 = (-8769² + 2459²)^1/2 = 9108 Н,

F_rСmax = (R²_Сx + R²_Сy)^1/2 = (18959² + 2459²)^1/2 = 19118 Н,

F_amax = 1020 Н.

Для типового режима нагружения 1 коэффициент эквивалентности K_E = 0,8. Тогда эквивалентные нагрузки равны:

F_rА = K_EF_rАmax = 0,8∙9108 = 7286 Н,

F_rС = K_EF_rСmax = 0,8∙19118 = 15294 Н,

F_a = K_EF_amax = 0,8∙1020 = 816 Н.

Для принятых подшипников находим: C_r = 52 кH, C_0r = 31 кН [1, таблица 24.10].

Для опоры C отношение iF_a/C_0r = 1∙816/31000 = 0,026. Из [1, таблица 7.1] выписываем X = 0,56, Y = 2,06, e = 0,21.

Отношение F_aC /(VF_rC) = 816/(1∙15294) = 0,05, что меньше e. Окончательно принимаем X = 1, Y = 0.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка (для опоры C):

P_rC = (VXF_rC + YF_aC)K_бK_Т,

где K_б – коэффициент безопасности [1, таблица 7.4];

K_Т – температурный коэффициент [1, С.109].

P_rC = (1∙1∙15294 + 0∙816)∙0,5∙1 = 7647 Н.

Расчетный скорректированный ресурс подшипника при a₁ = 1 [1, таблица 7.5], a₂₃ = 0,8 (обычные условия применения), k = 3 (шариковый подшипник):

L_10ah = a₁a₂₃(C_r /P_rC)^k 10⁶ / (60n) = 1∙0,8∙(52000/7647)³∙10⁶/(60∙229,3) = 38393 ч,

L_10ah > L_h.

Подшипник пригоден.