Навигация
Расчет оптимальных зазоров
61909
знаков
10
таблиц
1
изображение
5.5. Расчет оптимальных зазоров.
Важным условием нормальной работы подшипника без смазки является выбор оптимального зазора между сопрягаемыми поверхностями подшипника и вала. От правильно выбранного зазора во многом зависит его работоспособность.
При увеличенных зазорах повышается износ подшипника и неуравновешенность вала, снижается точность работы. Уменьшенные зазоры вызывают повышенный разогрев подшипника, что может привести к превышению допускаемого значения [рv] и заклиниванию вала на ходу.
Как правило, оптимальные величины зазоров для подшипников из различных материалов устанавливаются экспериментально, либо на основе эксплуатационных данных по аналогии с существующими конструкциями с учетом физико-механических свойств материалов (теплопроводность, коэффициент линейного расширения и др.).
Значение [σ]k и Е2 для пластмасс
| Наименование пластмасс | Допускаемое контактное напряжение [σ]k, кгс/см2 | Модуль упругости Е2, кгс/см2 |
| Капрон Полиамидная смола Текстолит Волокнит Стекловолокнит Полиформальдегид Фторопласт | 40 50 120 70 70 55 50 | 5 000-7 000 23 000 40 000-55 000 150 000-200 000 350 000-500 000 – 4 700-8 500 |
В случае отсутствия опытных данных эксплуатационные зазоры εmax и εmin (с учетом натяга в соединении) для пластмассовых подшипников ориентировочно можно определить по следующим соотношениям:
 |
Значения коэффициента
| Диаметр вала d. | Коэффициент Ав, мм |
| 10-18 18-30 30-50 50-80 80-120 120—180 | 0,010-0,019 0,010-0,023 0,023-0,027 0,027-0.030 0.030-0.035 0,035-0,040 |
где [σ]k —допускаемое контактное напряжение пластмассового вкладыша; Епр — приведенный модуль упругости,
 |
где Е1 и Е2 — соответственно модули упругости материалов вала и подшипника. Значение [σ]k и E2 даны в таблице.
Эксплуатационные зазоры определяются по диаметру вала из следующей формулы:
εmin = εmax – 0.1∙ 3^√d
где εmin — минимальное значение эксплуатационного зазора.
Ориентировочное значение установочного диаметрального зазора для графитовых подшипников диаметром более 10 мм, работающих при нормальных температурах.
Δεуст = 0,0012d + Aв
где Δεуст — установочный диаметральный зазор между валом и вкладышем подшипника, мм; Aв — коэффициент. Значения коэффициента Aв приведены в таблице.
Оптимальные зазоры в подшипнике зависят от перекосов шейки вала. Перекосы в подшипниковых узлах возникают из-за технологической несоосности посадочных гнезд при монтаже из-за прогиб вала под нагрузкой, а также податливости самих опорных узлов. Они вызывают снижение работоспособности подшипников, сокращение срока их службы. С увеличением перекоса возрастают давления у кромки подшипника, что может привести к его разрушению или заклиниваю.
Наибольший перекос шейки вала в цилиндрическом подшипнике из геометрических соотношений можно представить по формуле
Δ = l · tgθ
где θ – угол поворота поперечного сечения вала в опоре под действием нагрузки Р, вызывающей прогиб вала,
θ = ( 4/π ) · (PL3/ Ed4)
где L — расстояние между опорами вала; Е—модуль упругости
материала вала.
Зазор emin с учетом микрогеометрии подшипника и вала при перекосах должен удовлетворять следующему соотношению:
emin = Rzв+ Rzn+ l·tgθ
где Rzв, Rzn — параметры шероховатости вала и подшипника соответственно.
Поскольку перекосы в подшипниковых узлах неизбежны, то для нормальной эксплуатации необходимо обеспечение возможности самоустановки подшипников при монтаже вала с последующей его фиксацией в этом положении и, что более эффективно, в работе прецессирующего вала.
Практически зазоры назначают в зависимости от выбора той или иной посадки, чаще всего ходовой и широкоходовой 2 и 3-го классов точности (СТ СЭВ 144—75, посадки Е8, Е9 и Д8, Д9).
5.6. Последовательность расчета подшипников следующая.
1. Производят предварительный выбор материала подшипника исходя из коррозионных, абразивных и других свойств окружающей среды, ее температуры, характера динамической нагрузки.
2. Рассчитывают длину подшипника l и корректируют ее в зависимости от отношения l/d для выбранного материала и выбирают толщину стенки s по справочным рекомендациям.
3. Подсчитывают несущую способность подшипника р сравнивают с предельно допускаемым, давлением [р]
4. Вычисляют скорость скольжения на поверхности шейки вала v сравнивает с предельно допустимой скоростью скольжения для выбранного материала
5. Определяют значение pv и сравнивают с предельно допускаемым pv по соотношению.
6. Уточняют размеры подшипника l и d , не выходя за пределы рекомендованных отношений l/d.
7. Подсчитывают температуру подшипника сравнивают с предельно допускаемой температурой [t] для выбранного материала.
8. Уточняют материал подшипника.
9. Выбирают величину оптимального зазора в соединении.
После проведения указанного расчета используют рекомендации по конструктивному оформлению подшипникового узла, нормативные документы и имеющиеся отраслевые стандарты, например на подшипники из силицированиого графита — ОСТ 26-06-760—73, вкладыши металлокерамические — ТУ 16-509.015—75 и др.
В случае невозможности разработки подшипников сухого трения из известных материалов для экстремальных условий вновь создаваемого оборудования, выбор новых, не изученных ранее антифрикционных материалов и пар трения производят путем проведения специальных исследовательских работ с учетом конкретных условий эксплуатации подшипникового узла. Другим решением является использование подшипников жидкостного трения с усложнением конструкции (вынос подшипниковых узлов из зоны высоких температур, применение уплотнительных устройств для отделения коррозионной среды и т. п.).
Методика расчета подшипников жидкостного трения изложена в трудах М. И. Яновского, А. К. Дьячкова, М. В. Коровчинского, Д. С. Коднир, М. Г. Ханович и др., а также в работе С. А. Чернавского.
Особое место занимают опоры трения приборов. От их правильного выбора с минимальными моментами трения в значительной мере зависит точность приборов и усилия, действующие на их подвижные детали. Наиболее широкое распространение получили опоры с одноразовым смазыванием маслом при сборке или ремонте. В опорах скольжения приборов применяют и твердые смазки, а также самосмазывающиеся композиционные материалы Описание типовых конструкций опор скольжения и качения приборов, методики их расчета и рационального выбора материалов пар трения изложены в специальной литературе.
Похожие работы
... необходимо отнести большие демпфирующие способности при действии вибраций и ударов, диэлектричность, антикоррозийность, технологичность изготовления, небольшую массу и стоимость. Недостатками пластмассовых опор скольжения прежде всего являются невысокая износостойкость, низкая теплопроводность, гигроскопичность и нестабильность размеров. Цилиндрические опоры в отличие от конических мало ...
... задачи является конструкторско-исследовательским и решает не только конструкторские задачи разработки и применения муфт сцепления с тарельчатой пружиной, но и рассматривает влияние установки данного узла на технические и эксплуатационные показатели трактора в целом. Трактора класса 2 мощностью 120 л.с. предназначены для выполнения полного спектра сельскохозяйственных работ от подготовки почвы ...
... многоступенчатых редукторов. В общем случае на конце вала может быть установлена шестерня, звёздочка или шкив. Основные нагрузки на валы. Расчёт валов на сопротивление усталости. Основным видом разрушения является усталостное. Необходимо установить характер цикла напряжений. Напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу. Напряжения кручения изм ...
... - дальнейшее развитие, совершенствование и разработка новых технологических методов обработки заготовок деталей машин, применение новых конструкционных материалов и повышение качества обработки деталей машин. Наряду с обработкой резанием применяют методы обработки пластическим деформированием, с использованием химической, электрической, световой, лучевой и других видов энергии. Классификация ...
0 комментариев