Детали машин и основы конструирования (110
..pdf6 ВЫБОР УПЛОТНЕНИЙ ДЛЯ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ
Долговечность и работоспособность подшипников качения в большей степени зависят от уплотнений подшипниковых узлов
(табл. 22).
Размеры войлочных уплотнений (по МН 180-67) и манжетных (по ГОСТ 8752–70). Размеры лабиринтных и других безконтактных видов уплотнений и правила их монтажа приведены в справочнике конструктора – машиностроителя [1].
Таблица 22 Ориентировочный выбор уплотнения для валов
Окружающая |
Смазка |
Окружная |
Уплотнительные устройства |
|||
среда |
скорость, м/с |
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
Пластичная |
До 5 |
Проточки, |
лабиринты, |
||
Чистая и сухая |
|
|
войлочные кольца |
|
||
|
|
|
Проточки, |
лабиринты, |
||
|
Жидкая |
Св. 5 |
маслоотражательные |
|
||
|
|
|
устройства |
|
|
|
|
Пластичная |
До 5 |
Войлочные |
кольца |
в |
|
|
Жидкая |
|
комбинации с |
протоками |
и |
|
|
|
|
лабиринтами |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Пластичная и |
До 8 |
Резиновые манжеты |
|
||
3агрязненная |
жидкая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пластичная |
До 5 |
Лабиринты |
|
|
|
|
Пластичная и |
От 5 до 9 |
Сложные лабиринты, |
|
||
Сильно |
жидкая |
|
кожаные уплотнения |
|
||
|
|
|
|
|
||
загрязненная |
Жидкая |
Любые |
Сложные |
лабиринты |
||
и влажная |
|
скорости |
комбинированного типа |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
7 ПРИМЕР ПОДБОРА ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ ПО ДИНАМИЧЕСКОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ
Подобрать подшипники качения для опор вала, если известно, что частота вращения вала п = 55 об/мин, диаметр опорных частей вала 60 мм, срок службы механизма Lh= 10000 ч, температура подшипникового узла не превышает 100°С. Нагрузка на подшипник с легкими толчками, кратковременные перегрузки не более 150% расчетной номинальной нагрузки. Силы, действующие
31
на опоры: Рпа = 8,52 кН, Рцв = 9,20 кН, осевая сила Fa= 2,84 кН, направлена вдоль вала в сторону опоры В.
Вычерчиваем схему вала с указанием действующих на опоры
сил.
Решение.
1. Намечаем тип подшипника: при действии радиальных сил выбираем радиальный однорядный шариковый подшипник.
2. Составляем отношение |
Fa |
|
для каждой опоры: |
||||||||
V FRi |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Fa |
|
2,84 |
0,33 |
; |
|
Fa |
|
2,84 |
0,31 . |
|
V F |
8,52 |
V F |
8,20 |
||||||||
|
RA |
|
|
|
|
|
|
RВ |
|
|
|
При вращении внутреннего кольца V = 1,0.
Полученные отношения сравниваем со значениями е в ГОСТ 8338–57. В таблице 9 можно найти значения е менее 0,33 и 0,31. Следовательно, выполняются условия:
Fa |
e ; |
Fa |
e. |
|
V FRA |
V FRВ |
|||
|
|
3. Для дальнейшего расчета принимаем любое значение е, удовлетворяющее этим условиям.
Лучше принимать е, близкое к расчетной величине отношений.
Принято: е = 0,30; Х = 0,56; У=1,45.
4. Определяем возникающие при работе подшипника осевые реакции SA и SВ.
Sa e FRA 0,30 8,52 2,56кН ,
SB e FRB 0,30 9,2 2,76êÍ .
5. Определяем суммарные осевые нагрузки на опоры по формулам из таблицы 11.
Так как SA<SB , а Fa>SB – SA , то FaA=SA ; FaB=SA+Fa , то FaA=2,56кН; FaB =2,56+2,84 = 5,4 кН.
6. По расчетным значениям имеем FRB>FRA и FaB>FaA, а для рациональной конструкции вала и механизма в целом целесообразно на опорах иметь одинаковые типоразмеры подшипника, то весь дальнейший расчет по определению динамической грузоподъемности ведем по данным для опоры В.
32
7. Находим эквивалентную нагрузку FэВ:
FэВ=(V∙Х∙FRB + У∙FaB) Кб∙Кt
Кб=1,3 Кt = 1;
Fэв= (1∙0,56∙9,2+1,45∙5,4) ∙ 1,3∙1 = 17,3 кН.
8. Рассчитаем ресурс долговечности L по заданной
долговечности Lh: |
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
60 n L |
, L |
60 55 10 |
4 |
33 млн. оборотов |
|||
|
h |
|
|
|||||
10 |
6 |
10 6 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
При значении L = 33 млн. оборотов отношение |
С |
=3,2. |
||||||
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
FэВ |
|
9.Находим величину С = 3,2 ∙ Fэв ; С = 3,2∙ 17,3 = 55,4 кН.
10.Наиболее подходит подшипник 312 (прил. .1):
d= 60 мм; d = 130 мм; В = 31 мм; С = 62,9 кН. nmах = 5000 об/мин.
11.Составляем отношение:
|
|
Fa |
|
|
2,84 |
|
0,0588 . |
||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Co |
|
48,4 |
|
|
|
||
Определяем значения е, X, У, используя рекомендации таблицы 9: |
|||||||||
е = 0,26; X = 0,56; У=1,67. |
|||||||||
Проверяем отношения: |
|
|
|
|
|
||||
|
Fa |
0,34; |
F |
0,31. |
|||||
|
|
|
|
|
a |
||||
V RB |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
V FA |
|
|||||
12. Суммарные осевые нагрузки FaA и FaB, а так же эквивалентную нагрузку FэВ определяем по наиболее нагруженной опоре:
SА = е ∙FRA = 0,26 ∙ 8,52=2,22 кН ;
SB = е ∙FRB= 0,26 ∙ 9,20 = 2,39 кН ;
SA< SB; Fa > SB – SA; FaA= SA= 2,22 кН ; FaB = SA + Fa; FaB = 2,22 + 2,84 = 5,06 кН; FаВ=(V∙FRВ + У∙Fав)Кσ ∙ Кt;
FэВ= (0,56 ∙ 9,2+1,67 ∙ 5,06) ∙ 1,3 = 17,7 кН.
13. Составляем отношение |
С |
69,9 |
|
||
|
|
|
|
||
FэВ |
17,7 |
3,55. |
|||
|
|||||
По таблице 15 данному соотношению соответствует ресурс долговечности равный L= 45 млн. оборотов.
33
14. Определяем действительную долговечность подшипника:
L |
10 6 |
L |
|
10 |
6 45 |
13650 ч 10000 ч |
|
|
|
|
|
|
|||
h |
60 |
n |
|
60 55,0 |
|
||
|
|
|
|||||
Таким образом, выбранный однорядный радиальный шариковый подшипник 312 подобран верно и удовлетворяет условиям заданного режима работу, что обеспечит безотказную работу при сроке службы механизма Lh=10 000 часов.
34
35
ПРИЛОЖЕНИЯ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приложение 1 |
|
|
|
|
|
Шарикоподшипники радиальные однородные |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условное обозначение подшипников |
d |
D |
B |
|
Динамическая грузоподъемность С, кН |
Статическая грузоподьем-ность С |
Условное Обозначение подшипников |
|
|
|
|
|
Динамическая грузоподъем-ность С, кН |
|
Статическая грузоподьем-ность С |
|
|
мм |
мм |
мм |
|
|
кН |
|
|
d |
D |
|
B |
|
|
кН |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
мм |
мм |
|
мм |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
7 |
|
8 |
9 |
|
10 |
11 |
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Особо лёгкая серия |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
104 |
20 |
42 |
12 |
|
7,21 |
4,45 |
109 |
|
45 |
75 |
|
16 |
16,50 |
|
12,40 |
|
105 |
25 |
47 |
12 |
|
7,75 |
4,92 |
110 |
|
50 |
80 |
|
16 |
16,30 |
|
12,40 |
35 |
106 |
30 |
55 |
13 |
|
10,2 |
6,88 |
111 |
|
55 |
90 |
|
18 |
22,00 |
|
17,30 |
107 |
35 |
62 |
14 |
|
12,2 |
8,46 |
112 |
|
60 |
95 |
|
18 |
24,10 |
|
18,30 |
|
|
108 |
40 |
68 |
15 |
|
12,9 |
9,26 |
113 |
|
65 |
100 |
|
18 |
24,00 |
|
20,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Легкая серия |
|
|
|
|
|
Средняя серия 300 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
204 |
20 |
47 |
14 |
|
9,81 |
6,18 |
305 |
|
25 |
62 |
|
17 |
17,6 |
|
11,6 |
|
205 |
25 |
52 |
15 |
|
10,8 |
6,95 |
306 |
|
30 |
72 |
|
19 |
21,6 |
|
14,8 |
|
206 |
30 |
62 |
16 |
|
15,0 |
10,0 |
307 |
|
35 |
80 |
|
21 |
25,7 |
|
17,6 |
|
207 |
35 |
72 |
17 |
|
19,7 |
13,6 |
308 |
|
40 |
90 |
|
23 |
31,3 |
|
22,3 |
|
208 |
40 |
80 |
18 |
|
15,1 |
17,8 |
309 |
|
45 |
100 |
|
25 |
37,1 |
|
26,2 |
36
Окончание прил. 1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
209 |
45 |
85 |
19 |
25,2 |
17,8 |
310 |
|
50 |
110 |
27 |
47,1 |
35,6 |
|
210 |
50 |
90 |
20 |
27,0 |
19,0 |
311 |
|
55 |
120 |
29 |
54,9 |
41,8 |
|
211 |
55 |
100 |
21 |
33,0 |
25,0 |
312 |
|
60 |
130 |
31 |
62,9 |
48,4 |
|
212 |
60 |
110 |
22 |
40,3 |
30,9 |
313 |
|
65 |
140 |
33 |
71,3 |
55,6 |
|
213 |
65 |
120 |
23 |
44,0 |
34,0 |
314 |
|
70 |
150 |
35 |
80,1 |
63,3 |
|
214 |
70 |
125 |
24 |
47,9 |
37,4 |
315 |
|
75 |
160 |
37 |
87,3 |
71,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тяжелая серия 400 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
405 |
25 |
80 |
21 |
28,6 |
20,4 |
411 |
|
55 |
140 |
33 |
77,2 |
62,5 |
|
406 |
30 |
90 |
23 |
36,5 |
26,7 |
412 |
|
60 |
150 |
35 |
83,9 |
70,0 |
|
407 |
35 |
100 |
25 |
42,8 |
31,3 |
413 |
|
65 |
160 |
37 |
90,8 |
78,1 |
|
408 |
40 |
110 |
27 |
49,3 |
36,3 |
414 |
|
70 |
180 |
42 |
111,0 |
105,0 |
36 |
409 |
45 |
120 |
29 |
59,2 |
45,5 |
415 |
|
75 |
190 |
45 |
117,0 |
115,0 |
410 |
50 |
130 |
31 |
67,2 |
53,0 |
416 |
|
80 |
200 |
48 |
126,0 |
125,0 |
|
Примечание. Схемы шарикоподшипников указаны на рисунке П. 1.
37
Приложение 2 Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами
|
|
Условное обозначение |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
подшипника |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
D |
В |
Динамическая |
Статическая |
|
|
|
|
|
|
грузоподьемность С, |
грузоподьемность, |
||||
|
|
|
|
|
мм |
мм |
мм |
|||
|
|
|
|
|
кН |
С0, кН |
||||
|
Тип |
Тип |
|
Тип |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2000 |
3200 |
|
4200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Легкая узкая серия |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37 |
2204 |
32204 |
|
42204 |
20 |
35 |
|
11 |
11,6 |
7,20 |
2205 |
- |
|
42205 |
25 |
52 |
|
15 |
13,1 |
8,41 |
|
|
2206 |
32206 |
|
42206 |
30 |
62 |
|
16 |
16,9 |
11,12 |
|
2207 |
- |
|
42207 |
35 |
72 |
|
17 |
25,0 |
17,10 |
|
2208 |
32208 |
|
42208 |
40 |
80 |
|
18 |
32,9 |
23,40 |
|
2209 |
32209 |
|
- |
45 |
85 |
|
19 |
34,5 |
25,10 |
|
2210 |
32210 |
|
42210 |
50 |
90 |
|
20 |
37,8 |
28,45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приложение 3 |
||
|
Шарикоподшипники радиально-упорные однорядные |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Условное |
|
|
|
|
|
Динамическая |
Статическая |
|||||
обозначение |
d |
D |
|
B |
T |
грузоподъем- |
грузоподъем- |
|||||
подшипника |
|
ность С, кН |
ность С0, кН |
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тип |
|
тип |
|
|
|
|
|
тип |
тип |
тип |
|
тип |
36000 |
|
36000 |
|
|
мм |
|
36000 |
46000 |
36000 |
|
46000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Легкая серия |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
36204 |
|
46204 |
20 |
47 |
|
14 |
|
12,3 |
11,6 |
8,47 |
|
7,79 |
36205 |
|
46205 |
25 |
52 |
|
15 |
|
13,1 |
12,4 |
9,24 |
|
8,5 |
36206 |
|
46206 |
30 |
62 |
|
16 |
|
18,2 |
17,2 |
13,3 |
|
12,2 |
36207 |
|
46207 |
35 |
72 |
|
17 |
|
24,0 |
22,7 |
18,1 |
|
16,6 |
36208 |
|
46208 |
40 |
80 |
|
18 |
|
30,6 |
28,9 |
23,7 |
|
27,1 |
36209 |
|
46209 |
45 |
85 |
|
19 |
14 |
32,3 |
30,4 |
25,6 |
|
23,6 |
36210 |
|
46210 |
50 |
90 |
|
20 |
|
33,9 |
31,8 |
27,6 |
|
25,4 |
36211 |
|
46211 |
55 |
100 |
|
21 |
|
41,9 |
39,4 |
34,9 |
|
32,1 |
36212 |
|
46212 |
60 |
110 |
|
22 |
|
48,2 |
45,4 |
40,1 |
|
36,8 |
- |
|
46213 |
65 |
120 |
|
23 |
|
- |
54,4 |
- |
|
46,8 |
36214 |
|
46214 |
70 |
125 |
|
24 |
|
63,0 |
59,1 |
55,9 |
|
51,4 |
|
|
|
|
|
|
Средняя серия |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
36305 |
|
46305 |
25 |
62 |
|
17 |
17 |
21,6 |
20,7 |
15,9 |
|
14,6 |
36306 |
|
46306 |
30 |
72 |
|
19 |
19 |
26,4 |
25,1 |
20,0 |
|
18,3 |
36307 |
|
46307 |
35 |
80 |
|
21 |
21 |
34,3 |
32,8 |
26,9 |
|
24,7 |
36308 |
|
46308 |
0 |
90 |
|
23 |
23 |
40,5 |
38,4 |
32,8 |
|
30,1 |
36309 |
|
46309 |
45 |
100 |
|
25 |
25 |
49,5 |
47,2 |
40,2 |
|
37,0 |
36310 |
|
46310 |
50 |
110 |
|
27 |
27 |
58,1 |
55,2 |
47,9 |
|
43,9 |
- |
|
46311 |
55 |
120 |
|
29 |
29 |
- |
67,6 |
- |
|
56,3 |
36312 |
|
46312 |
60 |
130 |
|
31 |
31 |
- |
77,3 |
71,1 |
|
65,3 |
36313 |
|
46313 |
65 |
140 |
|
33 |
33 |
92,3 |
87,3 |
81,6 |
|
74,9 |
- |
|
46314 |
70 |
150 |
|
35 |
35 |
- |
98,1 |
- |
|
85,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39
Приложение 4
Шарикоподшипники упорные
Условное |
|
|
Размеры, мм |
|
|
кН |
кН |
||||
обозначение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
0 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
, |
подшипников |
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
||
d |
d2 |
D |
|
H |
|
H1 |
h |
Динамическая грузоподъемность |
Статическая грузоподъемность |
||
|
|
|
|
||||||||
Тип |
Тип |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
8000 |
38000 |
|
|
|
мм |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Особо легкая серия |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8105 |
- |
25 |
|
42 |
|
11 |
|
- |
3,2 |
12,2 |
25,6 |
8106 |
- |
30 |
|
47 |
|
11 |
|
- |
3,2 |
13,5 |
28,6 |
8107 |
- |
35 |
|
52 |
|
12 |
|
- |
3,6 |
16,4 |
36,4 |
8108 |
- |
40 |
|
60 |
|
13 |
|
- |
3,6 |
22,4 |
49,8 |
8109 |
- |
45 |
|
65 |
|
14 |
|
- |
4,1 |
23,8 |
54,9 |
8110 |
- |
50 |
|
70 |
|
14 |
|
- |
4,1 |
25,1 |
59,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Легкая серия |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8206 |
38206 |
30 |
25 |
52 |
|
16 |
|
29 |
4,8 |
22,5 |
46,2 |
8207 |
38207 |
35 |
30 |
62 |
|
18 |
|
34 |
5,0 |
30,8 |
66,5 |
8208 |
38208 |
40 |
30 |
68 |
|
19 |
|
36 |
5,2 |
36,6 |
78,0 |
8209 |
38209 |
45 |
35 |
73 |
|
20 |
|
37 |
5,7 |
38,6 |
88,5 |
8210 |
38210 |
50 |
40 |
78 |
|
22 |
|
39 |
6,3 |
45,0 |
103 |
8211 |
38211 |
55 |
45 |
90 |
|
25 |
|
45 |
7,1 |
55,4 |
126 |
8212 |
38212 |
60 |
50 |
95 |
|
26 |
|
46 |
7,3 |
64,4 |
151 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средняя серия |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8305 |
- |
25 |
- |
52 |
|
18 |
|
- |
5,0 |
25,2 |
48,9 |
8306 |
- |
30 |
- |
60 |
|
21 |
|
- |
6,0 |
32,3 |
66,6 |
8307 |
- |
35 |
- |
68 |
|
24 |
|
- |
7,0 |
40,0 |
83,4 |
8308 |
- |
40 |
- |
78 |
|
26 |
|
- |
7,6 |
50,3 |
107 |
8309 |
- |
45 |
- |
85 |
|
28 |
|
- |
8,2 |
58,1 |
130 |
8310 |
- |
50 |
- |
95 |
|
31 |
|
- |
9,1 |
69,6 |
161 |
8311 |
- |
55 |
- |
105 |
|
35 |
|
- |
10,1 |
90,3 |
213 |
8312 |
- |
60 |
- |
110 |
|
35 |
|
- |
10,1 |
90,3 |
213 |
40