Расчет динамической грузоподъемности подшипников быстроходного вала.

Динамическая грузоподъемность представляет собой ограниченный предел выносливости подшипника при вероятности неразрушения В = 90% и базовом числе оборотов обоймы N₀ = 10⁶.

Требуемую по условиям работы машины динамическую грузоподъемность определяем по формуле:

C = xR_эQk₀K_T, [стр.159 Аваков] (38)

где Q - приведенная нагрузка, определяется радиальной R и осевой N составляющей вычисленными с учетом возможных перегрузок и коэффициента динамичности для радиально-упорных подшипников,

Q = xRk_k+yN, [стр. 159 Аваков]. (39)

где k_k= 1 - кинематический коэффициент при вращающемсявнутреннем кольце.

х и у - коэффициенты радиальной и осевой составляющих нагрузок,

k₀ - коэффициент запаса.

Опоры бурового оборудования целесообразно рассчитывать при повышенной надежности, принимая вероятность неразрушения

В = 0,95/0,98, такое повышение учитывается коэффициентом записи.

, [стр. 161 Аваков] (40)

K_T -температурный коэффициент, так как температура в масляной ванне вала ротора меньше 125°, то K_T = 1 [стр. 160 Аваков]

k_э - коэффициент эквивалентности, вычисляю по формуле:

, [стр.162 Аваков] (41)

принимая Т = 3000 Н,

х - поправочный коэффициент для роликовых подшипников выбираю в зависимости от k_э, х = 0,9.

При определении С, Н фиксирующей опоры, состоящей из сдвоенных радиально-упорных подшипников, пару одинаковых подшипников рассматриваю как один двухрядных радиально-унорный подшипник Q рассчитываю по характеристикам (х, у) двухрядного подшипника, если

,

Для определения х и у находим отношение

e - коэффициент влияния осевого нагружения

,

где α - угол контакта

Для радиально-упорных подшипников α может быть 11-16°, но при любом значении α выполняется условие

,

тогда х = 1, у = 0,45 ctg α.

Так как неизвестно конкретное значение α, соответствующее искомому подшипнику, который не известен, то задачу решаем методом подбора. Принимаем α = 15° - подшипник легкой серии, тогда х = 1, у=1,71

Q = xRk_k + yA= 1 ∙ 99160 ∙ 1 + 1,7 ∙ 19970 = 133024 H

C_опоры = 0,9 ∙ 3,85 ∙ 133024 ∙ 1,79 = 846491,5 H

С = C_опоры/1,7 = 497936 H

По каталогу [Подшипники качения Перель] подбираем подшипник для диаметра вала d = 120 мм, при α = 15 подходит подшипник N7524, но у него С_{каталога}, = 351000Н и он не подходит, так как С > C_{каталога}, тогда производим расчет (х,у) для α = 12°

При α = 12° х = 1; у = 2,14

Q = 1 ∙ 991601+2,14 ∙ 19920 = 141798,84

C_опоры 0,9 ∙ 3,95 ∙ 141798,8 ∙ 1,79 = 910370,1 H

С = С_опоры/1,7 = 535511,7 Н

По каталогу подбираем подшипники.

Подшипник легкой серии не подходит N7524 С = 351000, переходим в среднюю серию диаметров и выбираю подшипник N7624 с С = 601000 Н, так как 533511,7 < 601000 Н, то этот подшипник подходит.

Для опоры принимаем два подшипника N7624.

Таблица 5.2.1 - Основные параметры подшипника N7624, мм

d

D

В

С

T

r

r1

a^01

Dw

L

Z

С, Н

С0, Н

D1M

d2H

D2H

d3H

70,5

90,5

4,0

1,5

Рисунок 5 - Геометрические параметры подшипника

Определяем динамическую грузоподъемность плавающей опоры.

Для радиального роликоподшипника с короткими цилиндрическими роликами

Q_пр = xRk_k, [стр.239 Чернавский] (42)

Q_пр = 85620 Н

Коэффициент динамической грузоподъемности

С = 0,9∙3,95∙85620∙1,65 = 510225 Н

По каталогу подбираем подшипник средней серии N32624 с

С = 559000Н

Таблица 5.2.2 - Основные параметры подшипника N32624, в мм.

d

D

В

b

г

r1

d1

D1

Dw

Z

C, Н

C0, Н

-

Рисунок 6 - Геометрические параметры подшипника