Проверочный расчет подшипников на долговечность по динамической грузоподъемности

 

Задача раздела: определить расчётный ресурс выбранных подшипников качения.

Вероятный вид разрушения: усталостное выкрашивание.

Критерий расчета: контактная выносливость.

Ресурс подшипников определяется по формуле [3, c.7]

где - ресурс, ч; – динамическая грузоподъемность, Н; - эквивалентная нагрузка, Н; - - частота вращения вала, об/мин; - показатель кривой выносливости.

Исходные данные, необходимые для расчета подшипников в программе «Madeshar», сведем в табл. 4.1

 

Таблица 4.1

Исходные данные для проверочного расчета подшипников качения.

№ вала	n, об/мин	№ подшипника	Радиальные нагрузки, Н	Осевая нагрузка, Н

 

Некоторые дополнительные данные:

- коэффициент вращения кольца вокруг подшипника, , так как вращается внутреннее кольцо подшипника [3, c.7];

- коэффициент безопасности, так как подшипник используется в редукторе 7-ой степени точности, принимаем [3, c.9];

- коэффициент, учитывающий влияние температуры, так как подшипник используется в цилиндрическом редукторе, он не нагревается выше 70° С, поэтому принимаем ;

-вариант нагружения – 10;

-исполнение подшипников – основное;

-ресурс часов.

 

Схемы нагружения подшипников качения

Быстроходный вал Промежуточный вал Тихоходный вал

 

Рис. 4.5

 

 

4.3. Результаты расчета подшипников качения. Расчет в программе “Madeshar”

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ ИСХОДНОГО ВАЛА

 

ТРЕБУЕМЫЙ РЕСУРС 9300 ч КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ 1.30

РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ типовая циклограмма нагружения N10 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.00 ОПОРЫ ВАЛА: плавающие

относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ВАЛА 1040.0 об./мин. ВНЕШНЯЯ ОСЕВАЯ СИЛА 0 Н

Опора 1 2

Подшипник 209 209

Радиальная реакция, Н 2850 1370

Максимальная осевая реакция, Н 0 0

Статическая грузоподъемность, Н 18600 18600

Эквивалентная статическая нагрузка, Н 5700 2740

Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 9220 83000

Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.899 0.996

Первый подшипник обеспечивает требуемый ресурс, и, будучи подшипником легкой серии, не нуждается в замене.

 

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ ПРОМЕЖУТНОГО ВАЛА ВАРИАНТ № 1

 

ТРЕБУЕМЫЙ РЕСУРС 9300 ч КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ 1.30

РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ типовая циклограмма нагружения N10 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.00 ОПОРЫ ВАЛА: плавающие

относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ВАЛА 247.0 об./мин. ВНЕШНЯЯ ОСЕВАЯ СИЛА 0 Н

Опора 1 2

Подшипник 2309 2309

Радиальная реакция, Н 5680 5680

Максимальная осевая реакция, Н 0 0

Статическая грузоподъемность, Н 41500 41500

Эквивалентная статическая нагрузка, Н 11360 11360

Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 80600 80600

Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.996 0.996

Второй подшипник имеет избыточный ресурс, поэтому переходим к легкой серии.

 

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ ПРОМЕЖУТНОГО ВАЛА ВАРИАНТ №2

 

ТРЕБУЕМЫЙ РЕСУРС 9300 ч КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ 1.30

РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ типовая циклограмма нагружения N10 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.00 ОПОРЫ ВАЛА: плавающие

относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ВАЛА 247.0 об./мин. ВНЕШНЯЯ ОСЕВАЯ СИЛА 0 Н

Опора 1 2

Подшипник 2209 2209

Радиальная реакция, Н 5000 5000

Максимальная осевая реакция, Н 0 0

Статическая грузоподъемность, Н 25500 25500

Эквивалентная статическая нагрузка, Н 10000 10000

Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 23800 23800

Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.975 0.975

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ ВЫХОДНОГО ВАЛА

 

ТРЕБУЕМЫЙ РЕСУРС 9300 ч КОЭФФИЦИЕНТ БЕЗОПАСНОСТИ 1.30

РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ типовая циклограмма нагружения N10 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.00

ОПОРЫ ВАЛА: плавающие

относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ВАЛА 70.0 об./мин. ВНЕШНЯЯ ОСЕВАЯ СИЛА 0 Н

Опора 1 2

Подшипник 213 213

Радиальная реакция, Н 4510 4510

Максимальная осевая реакция, Н 0 0

Статическая грузоподъемность, Н 34000 34000

Эквивалентная статическая нагрузка, Н 9020 9020

Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 100000 100000

Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.999 0.999

Третий подшипник обеспечивает требуемый ресурс, и, будучи подшипником легкой серии, не нуждается в замене.

Полученные результаты приведены в табл. 4.2

Таблица 4.2

Результаты проверочного расчета подшипников качения.

(t=9300 часов)

№ вала	№ подшипников	Расчетный ресурс, ч	№ выбранного подшипника