28. Расчет подшипников качения по динамической грузоподъемности
Различают подбор подшипников по дин грузоподъёмности для предупреждения усталостного выкрашивания, по стат грузоподъёмности для предупреждения ост деф.
Выбор подшипников по динамической грузоподъёмности С по заданному ресурсу или долговечности выполняют при частоте врещения n>=10 мин-1.
Условие подбора: С(потребная)<=С(паспортная).
Паспортная динамическая грузоподъёмность С – такая постоянная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение 1 млн. оборотов без появления признаков усталости не менее чем у 90% из определённого числа подшипников, подвергающихся испытанию.
р– зависит от тела
качения (3 для шариковых, 10/3 для роликовых)
32. Общие сведения и расчет соединений с натягом
Соед-е 2х деталей можно осуществить без применения болтов, шпонок, сварных швов и т.д., для этого достаточно при сборке запрессовать одну деталь в другую. При этом диаметр охватыв-емой детали делают больше, чем диаметр отверстия охват-ющей детали.
Натягом
называют положительную разность
диаметров вала и отверстия:
В
месте соединения детали упруго
деформируются - диаметр посадочных
(контактирующих) поверхностей становится
общим
,
на поверхностях деталей возникает
контактное давление
и соответствующие ему силы трения. Силы
трения обеспечивают неподвижность
соединения и позволяют воспринимать
вращающий момент, осевую силу и изгибающий
момент.
Нагрузочная способность соединения зависит от величины натяга, который в свою очередь зависит от величины нагрузки.
Соединения деталей с натягом относят к неразъемным соединениям условно, т.к. они допускают ограниченное число разборок и новых сборок.
Достоинства соед-й с натягом: простота конструкции; хорошее восприятие больших стат и динам нагрузок; хорошее центрирование соед-х деталей; возможность разборки соед-й.
Недостатки соединений с натягом: сложность разборки; возможность уменьшения натяга соединяемых деталей и повреждения их посадочных поверхностей при сборке (запрессовке), а вследствие этого – требование повышенной точности изготовления посадочных поверхностей; высокая концентрация напряжений у краев отверстия втулки.
По способу сборки различают соединения с натягом выполненные: прессованием; температурным деформированием (нагревом втулки либо охлаждением вала).
Прессование – достаточно распространенный и несложный способ сборки, выполняемый на прессах; однако, у данного метода есть недостатки: смятие и частичное срезание (шабровка) шероховатостей посадочных поверхностей (а, следовательно, уменьшение натяга), возникновение неравномерных деформаций деталей по длине контакта и повреждений их торцов. Срезание и смятие шероховатостей приводят к ослаблению прочности соединения до 1,5 раз по сравнению с соединением выполненным температурным деформированием.
Сборку
температурным деформированием выполняют
с предварительным нагревом охватывающей
(втулки) или с охлаждением охватываемой
детали (вала). Температура нагрева
должна быть ниже температуры низкого
отпуска, чтобы не происходило структурных
изменений в металле, т.е. изменений
физико-механических свойств материала
(для сталей -
,
для бронз -
).
Для охлаждения вала используют твердую
углекислоту
или жидкий воздух
).
Основной задачей расчета соединения с гарантированным натягом является выбор посадки, обеспечивающей передачу заданной нагрузки.
При определении несущей способности соединения принимают допущение – контактные давления распределяются равномерно по поверхности контакта.
Критерии работоспособности соединений с натягом: прочность соединения - за счет неподвижности деталей, которая обеспечивается силами трения, возникающими на поверхности контакта; прочность деталей, образующих соединение, т.к. натяг может вызвать их разрушение или недопустимые деформации.
Расчет соединений с натягом.
Основной задачей расчета соединения с гарантированным натягом является выбор посадки, обеспечивающей передачу заданной нагрузки.
При определении несущей способности соединения принимают допущение – контактные давления распределяются равномерно по поверхности контакта (в действительности, контактные давления по длине соединения распределены неравномерно – из-за вытеснения сжатого материала к торцам втулки (контактные давления у торцов втулки превышают среднее значение в 2-3 раза)).
Критерии работоспособности соединений с натягом:
- прочность
соединения
- за счет
неподвижности деталей, которая
обеспечивается силами трения, возникающими
на поверхности контакта (т.е. для
надежного соединения деталей силы
трения (
)
должны быть больше внешних сдвигающих
сил (осевой силы, крутящего и изгибающего
моментов);
- прочность деталей, образующих соединение, т.к. натяг может вызвать их разрушение или недопустимые деформации.
Рис. 5.2.
Рассмотрим несколько расчетных случаев:
1). Соединение
нагружено осевой силой
(рис.
5.2., а).
Условие прочности соединения (несдвигаемости деталей соединения):
,
где
- действующая на соединение осевая
сила;
(
- нормальная сила (произведение площади
контакта на давление)) – сила трения;
- коэффициент трения (табличная величина);
- диаметр и длина посадочной поверхности
соответственно.
Выполнив соответствующие преобразования и подстановки:
;
,
получим формулу для расчета минимального потребного давления на поверхности контакта :
,
где
– коэффициент запаса сцепления.
2). Соединение нагружено крутящим моментом Т (рис. 5.2.,б).
Условие прочности соединения (несдвигаемости деталей соединения):
,
где
(
– окружная сила трения) - момент трения,
- внешний крутящий момент.
Выполнив преобразования, аналогично предыдущему примеру, получим формулу для расчета минимального потребного давления на поверхности контакта :
.
3). Соединение нагружено осевой силой и крутящим моментом (рис. 5.2., в).
Условие прочности соединения (несдвигаемости деталей соединения):
,
где
(
- окружная сила).
Формула для расчета минимального потребного давления на поверхности контакта :
.
Коэффициент трения зависит от способа сборки, давления на поверхности контакта , шероховатости поверхности, скорости запрессовки, вида смазки поверхностей при сборке и т.д.
Для стальных и чугунных деталей:
- при сборке с
запрессовкой;
- при сборке с
нагревом охватывающей детали.
Если одна из
соединяемых деталей стальная или
чугунная, а другая — латунная или
бронзовая, то рекомендуется принимать
.