close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Dobroborsky Osnovnye parametry

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
ДЕТАЛИ МАШИН
Методические указания по выполнению лабораторной работы
«Основные параметры подшипников качения»
Санкт-Петербург
2012
1
УДК 621.81/85
Рецензент д-р техн. наук, профессор С. А. Волков (СПбГАСУ)
Детали машин: метод. указания по выполнению лабораторной
работы «Основные параметры подшипников качения» / сост. Б. С. Доброборский; СПбГАСУ. – СПб., 2012. – 15 с.
Содержатся общие положения и расчетные зависимости, описание лабораторной установки, последовательность выполнения работы.
Предназначены для студентов инженерных специальностей.
Ил. 12. Табл. 3.
 Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет, 2012
2
1. Цели работы
Цели данной работы – изучение конструкций основных видов
подшипников качения, определение характеристик их нагрузочной
способности и приобретение навыков по использованию справочной
литературы, в частности справочника «Подшипники качения».
2. Лабораторное оборудование
Лабораторное оборудование представляет собой комплект основных типов подшипников качения, к которым относятся шарикоподшипники радиальные однорядные (основной тип 0000), шарикоподшипники радиальные двухрядные сферические (основной тип 1000),
роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами (основной тип 2000), роликоподшипники радиальные двухрядные сферические (основной тип 3000), роликоподшипники радиальные с длинными цилиндрическими роликами или иглами (основной тип 4000), роликоподшипники с витыми роликами (основной тип
5000), роликоподшипники радиально-упорные (основной тип 6000),
роликоподшипники конические (основной тип 7000), шарикоподшипники упорные (основной тип 8000), роликоподшипники упорные (основной тип 9000). В общем случае подшипник состоит из колец с дорожками качения, тел качения (шариков или роликов) и сепаратора,
разделяющего и направляющего тела качения. В частных случаях
в подшипниках могут отсутствовать одно или оба кольца, сепаратор.
Кольца и тела качения изготавливаются из специальных шарикоподшипниковых высокоуглеродистых легированных сталей, сепараторы – из высокоуглеродистой стали, массивные сепараторы – из
бронзы, дюралюминия, текстолита и др.
Шарикоподшипник радиальный однорядный (рис. 1) предназначен в основном для восприятия радиальных нагрузок, но может воспринимать и осевые нагрузки, не превышающие 70 % неиспользуемой допустимой радиальной нагрузки. Допустимый угол перекоса
колец (из-за несоосности посадочных мест и упругих деформаций
вала) – до 10–15°.
3
Шарикоподшипник радиальный двухрядный сферический (рис. 2)
предназначен для восприятия радиальных нагрузок, но может воспринимать и небольшие осевые нагрузки (до 20 % от неиспользуемой допустимой радиальной нагрузки). Дорожка качения наружного кольца представляет собой сферическую поверхность, что обеспечивает нормальную работу подшипника при значительном перекосе колец (до 2–3°).
Роликоподшипник радиальный с короткими цилиндрическими роликами (рис. 3) предназначен для восприятия радиальных нагрузок. Подшипники с цилиндрическими роликами очень чувствительны к перекосам колец, так как при этом возникает концентрация
нагрузки в контакте роликов с кольцами. Эти подшипники устанавливают на жестких валах при строгой соосности посадочных поверхностей.
Роликоподшипник радиальный двухрядный сферический (рис. 4)
предназначен для восприятия радиальных нагрузок, но может воспринимать и небольшие осевые нагрузки, не превышающие 25 %
от величины неиспользуемой допустимой радиальной нагрузки. Как
и у радиального двухрядного сферического шарикоподшипника, дорожка качения наружного кольца изготовлена по сфере, что обеспечивает нормальную работу при значительном перекосе колец (до 2–3°).
Роликоподшипник радиальный игольчатый (рис. 5) может воспринимать только радиальные нагрузки. Перекосы колец недопустимы: это ведет к нарушению линейного контакта игл с дорожками
качения. Игольчатый роликоподшипник имеет меньшие габариты
в радиальном направлении, чем подшипники других типов при одинаковых с ними диаметрах отверстий. Особенно широко применяется этот подшипник при работе в режиме качательного движения.
Роликоподшипник радиальный с длинными цилиндрическими роликами может воспринимать только радиальные нагрузки. Как
и у игольчатых пошипников, перекос колец недопустим. Основная
область применения – опоры, воспринимающие большие радиальные
нагрузки при небольших скоростях (частотах) вращения.
Роликоподшипник радиальный с витыми роликами (рис. 6)
предназначен для восприятия радиальных нагрузок; лучше, чем подшипники других типов, воспринимает радиальные нагрузки ударного характера. Перекос колец за счет упругой деформации витых роликов ведет к некоторому снижению долговечности подшипника. Область применения – опоры со средними по величине радиальными
нагрузками ударного характера, с пониженной точностью вращения
(из-за упругой деформации роликов). В ответственных узлах такой
подшипник не применяется.
Шарикоподшипник радиально-упорный (рис. 7) предназначен
для восприятия радиальных и осевых нагрузок. Способность воспринимать осевую нагрузку определяется величиной угла контакта α,
представляющего собой угол между плоскостью центров шариков
и прямой, проходящей через центр шарика и точку начального контакта шарика с дорожкой качения. С увеличением угла контакта осевая грузоподъемность возрастает при уменьшении радиальной, как
это видно из табл. 1.
4
5
Таблица 1
Зависимость осевой грузоподъемности от угла контакта
Тип подшипника
Угол контакта α, град.
Допустимая осевая нагрузка
[Fо]
36000
12
46000
26
0,7 [ Fr' ]
1,5 [ Fr ]
66000
36
'
'
2,0 [ Fr ]
'
Здесь [ Fr ] – неиспользованная допустимая радиальная нагрузка.
Допустимый угол перекоса колец находится примерно в тех же
пределах, что и для радиального однорядного шарикоподшипника.
Роликоподшипник радиально-упорный конический (рис. 8)
предназначен для восприятия радиальных и осевых нагрузок. Особенность воспринимать осевую нагрузку определяется углом конусности (углом контакта) α наружного кольца. С увеличением угла конусности осевая грузоподъемность возрастает при уменьшении радиальной, как это видно из табл. 2.
Зависимость грузоподъемности от угла конусности
Тип подшипника
Угол конусности, град.
Допустимая осевая нагрузка [Fо]
7000
10–17
0,7 [ Fr' ]
Таблица 2
27000
25–29
1,5[ Fr' ]
Эти подшипники, как и роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами, очень чувствительны к перекосам
колец и устанавливаются на жестких валах при строгой соосности
посадочных поверхностей.
Шарикоподшипник упорный одинарный (рис. 9) предназначен
для восприятия только осевых нагрузок, действующих в одном направлении.
Шарикоподшипник упорный двойной (рис. 10) предназначен
для восприятия только осевых нагрузок, действующих в обоих направлениях.
Шарикоподшипник упорный с коническими роликами (рис. 11)
предназначен для восприятия только осевых нагрузок, действующих
в одном направлении.
Роликоподшипник упорно-радиальный сферический (рис. 12)
предназначен для восприятия осевых нагрузок, но может воспринимать и небольшие радиальные нагрузки при их одновременном действии с осевыми.
3. Последовательность выполнения работы
Лабораторную работу следует выполнять в следующем порядке:
1) записать в отчет исходные данные (сообщаются преподавателем), необходимые для определения допустимых нагрузок основных
типов подшипников качения и сравнительной оценки их нагрузочной
способности:
• скорость (частоту) вращения подшипника n, об/мин;
• назначенный срок службы Lh, выраженный в часах работы;
2) рассчитать назначенный срок службы, выразив его в млн оборотов кольца подшипника, по формуле
Lназн = 60nLh / 10 6 .
Результаты расчета записать в отчет;
3) рассмотреть комплект основных типов подшипников качения
и для каждого подшипника:
• ознакомиться с конструкцией путем внешнего осмотра;
• по надписи на кольцах определить номер;
• по номеру найти подшипник в каталоге (справочнике) и ознакомиться с его основными параметрами;
• в отчете выполнить эскиз подшипника (разрез по оси вращения) в масштабе М1:1, проставив на эскизе основные размеры;
6
7
d=
D=
B=
α=
D
B
d
D
d
B
d=
D=
B=
T=
C=
α=
α
• записать в таблицу отчета полное наименование подшипника, номер и основные характеристики (динамическую грузоподъемность С, статическую грузоподъемность С0, допустимую (предельную) скорость (частоту) вращения nпр при пластичной и жидкой смазке, массу подшипника m);
4) для каждого подшипника определить допустимую длительно действующую эквивалентную нагрузку по формуле
[ P ] = C ( L назн / a 23 )
C
T
Рис. 7
α
d
Рис. 8
H
H
d1
d
d1
D
d=
d1 =
D
D=
H=
d=
d1 =
Рис. 9
d=
d1 =
D=
H=
Рис. 10
D=
H=
d=
D1 =
D=
H=
D1
d
H
H
d
d1
D
D
Рис. 11
Рис. 12
8
1
α,
где α – показатель степени в уравнении кривой контактной выносливости: для шарикоподшипников α = 3, для роликоподшипников
α = 10/3; а23 – обобщенный коэффициент.
Обобщенный коэффициент а23 учитывает качество металла, из
которого изготовлены кольца и тела качения, условия эксплуатации
(наличие гидродинамической пленки масла между контактирующими
поверхностями колец и тел качения, отсутствие повышенных перекосов
в подшипниковом узле и др.). Для обычных условий работы
подшипников рекомендуется принимать значения обобщенного
коэффициента а23, показанные в табл. 3;
Значения обобщенного коэффициента а23
Тип подшипника
Шарикоподшипники (кроме сферических)
Роликоподшипники с цилиндрическими роликами,
шарикоподшипники сферические
Роликоподшипники конические
Роликоподшипники сферические двухрядные
Таблица 3
а23
0,75
0,55
0,65
0,35
5) с целью сравнительной оценки нагрузочной способности основных типов подшипников качения провести расчет для частного
случая:
• при работе радиальных и радиально-упорных подшипников
вращается внутреннее кольцо (V = 1);
• нагрузка постоянная (Kσ = 1);
• подшипники работают при нормальной температуре (Kт = 1).
Для этого частного случая определить нагрузочную способность
подшипников по контактной выносливости – допустимую длительно
действующую радиальную и осевую нагрузку по следующим зависимостям:
9
а) допустимая радиальная нагрузка для радиальных и радиально-упорных подшипников при условии отсутствия осевой нагрузки
в) допустимая осевая нагрузка для упорных и упорно-радиальных подшипников при условии отсутствия радиальной нагрузки
[ Fr ] = [ P];
[ Fa ] = [ P];
б) допустимая осевая нагрузка для радиальных и радиально-упорных подшипников при условии отсутствия радиальной нагрузки:
шарикоподшипники радиальные однорядные
[ Fa ] = 0,7 [ Fr ];
г) допустимая радиальная нагрузка для упорных и упорно-радиальных подшипников при условии отсутствия осевой нагрузки
[ Fr ] = 0;
[ Fa ] = 1,5[ Fr ];
6) провести сравнительный расчет допустимых радиальных нагрузок (приняв за 100 % допустимую радиальную нагрузку радиального однорядного шарикоподшипника) и допустимых осевых нагрузок (приняв за 100 % допустимую осевую нагрузку одинарного упорного шарикоподшипника). Результаты расчетов записать в отчет;
7) для каждого подшипника определить допустимую эквивалентную статическую нагрузку [P0] по зависимости
[ P0 ] = C0 ,
где С0 – статическая грузоподъемность подшипника по каталогу.
Результаты расчета записать в отчет;
8) для сравнительной оценки нагрузочной способности основных типов подшипников качения по контактной прочности для каждого подшипника определить допустимую максимальную (пиковую)
радиальную нагрузку [Fr]пик при отсутствии осевой нагрузки и допустимую (пиковую) осевую нагрузку [Fо]пик при отсутствии радиальной.
Расчет провести по зависимостям п. 5, заменив в них [P] на [P0], [Fr]
на [Fr]пик, [Fа] на [Fа]пик. Результаты расчета записать в отчет;
9) провести сравнительный расчет допустимых максимальных
(пиковых) радиальных нагрузок (приняв за 100 % допустимую максимальную радиальную нагрузку радиального однорядного шарикоподшипника) и допустимых максимальных (пиковых) осевых нагрузок (приняв за 100 % допустимую максимальную осевую нагрузку
одинарного упорного шарикоподшипника). Результаты расчетов записать в отчет;
10) выполнить анализ полученных результатов и определить, какие из подшипников обладают наибольшей нагрузочной способностью при длительном действии нагрузки (по контактной выносливости) и при кратковременной перегрузке (по контактной прочности).
10
11
шарикоподшипники радиальные двухрядные сферические
[ Fa ] = 0,2 [ Fr ];
роликоподшипники радиальные: с короткими цилиндрическими роликами, игольчатые, с длинными цилиндрическими роликами,
с витыми роликами
[ Fa ] = 0;
роликоподшипники радиальные двухрядные сферические
[ Fa ] = 0,25[ Fr ];
шарикоподшипники радиально-упорные при угле контакта α = 12°
[ Fa ] = 0,7 [ Fr ];
шарикоподшипники радиально-упорные при угле контакта α = 26°
[ Fa ] = 1,5[ Fr ];
шарикоподшипники радиально-упорные при угле контакта α = 36°
[ Fa ] = 2,0 [ Fr ];
роликоподшипники радиально-упорные конические при угле
контакта (конусности) α = 10–17°
[ Fa ] = 0,7 [ Fr ];
роликоподшипники радиально-упорные конические при угле
контакта (конусности) α = 25–29°
4. Форма отчета
Оглавление
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«Основные параметры подшипников качения»
1. Цели работы.......................................................................................................3
2. Лабораторное оборудование ............................................................................3
3. Последовательность выполнения работы .......................................................6
4. Форма отчета ...................................................................................................12
1. Исходные данные:
• скорость (частота) вращения подшипника n, об/мин;
• назначенный срок службы Lh, выраженный в часах работы
2. Расчет назначенного срока службы
3. Эскиз подшипника
4. Полные данные подшипника
5. Определение допустимой длительно действующей эквивалентной нагрузки
6. Расчет сравнительной оценки нагрузочной способности основных типов подшипников
7. Определение нагрузочной способности подшипников по контактной выносливости
8. Сравнительный расчет допустимых радиальных нагрузок
9. Определение допустимой эквивалентной статической нагрузки
10. Определение допустимой максимальной (пиковой) радиальной нагрузки
11. Сравнительный расчет допустимых максимальных (пиковых)
радиальных нагрузок
12. Определение подшипников с наибольшей нагрузочной способностью
13. Выводы
12
13
ДЛЯ ЗАПИСЕЙ
ДЕТАЛИ МАШИН
Методические указания по выполнению лабораторной работы
«Основные параметры подшипников качения»
Составитель Доброборский Борис Самуилович
Редактор А. В. Афанасьева
Корректор М. Б. Воронкова
Компьютерная верстка И. А. Яблоковой
Подписано к печати 27.12.12. Формат 60×84 1/16. Бум. офсетная.
Усл. печ. л. 0,93. Тираж 100 экз. Заказ 217. «С» 125.
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет.
190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4.
Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 5.
14
15
ДЛЯ ЗАПИСЕЙ
16
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
4 233 Кб
Теги
dobroborsky, osnovnye, parametrov
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа