Расчет высокоточных шарикоподшипников - Ковалев М.П.
Скачать (прямая ссылка):
В данном случае у =4Н
т
16* 243
В табл. 6.5 даны значения коэффициентов fc для упорно-радиальных шарикоподшипников с углами контакта а = 45, 60, 75°, а также для упорных шарикоподшипников (а = 0).
Таблица 6.5 Коэффициенты fc (кгс/ммр, где P= 1,5 при A4,«=; 25,4 мм; р = 1,4 при Dw > 25,4 мм) для упорных и упорно-радиальных подшипников при разных углах контакта
V а = 0 а = 45° а = 60; а = 75» V а = 0 а = 45» а = 60»
0,01 3,74 4,29 3,99 3,81 0,14 8,27 8,58 7,98
0,02 4,61 5,27 4,90 4,68 0,16 8,60 8 68 - 8,08
0,03 5,21 5,94 5,53 5,27 0,18 8,91 8,72 8,12
0,04 5,68 6,45 6,00 5,72 0,20 9,20 8,71 8,11
0,05 6,07 6,86 6,39 6,09 0,22 9,47 8,66
0,06 6,41 7,20 6,70 6,39 0,24 9,72 8,56
0,07 6,71 7,49 6,97 6,65 0,26 9,95 8,44
0,08 6,99 7,74 7,20 6,87 0,28 10,2 8,29
0,09 7,24 7,95 7,40 7,05 0,30 10,4 8,11
0,10 7,47 8,12 7,56 7,21 0,32 10,6
0,12 7,89 8,40 7,82 0,34 10,8
_ Таблица 6.6
Коэффициенты X и Y для упорно-радиальных шарикоподшипников
Угол контакта а, град Однорядные, Pa Двойные е
?*•
X Y X Y X Y
45 60 75 0,66 0,92 1,66 1 1 1 1,18 1,90 3,89 0,59 0,54 0,52 0,66 0,92 1,66 1 1 1 1,25 2,17 4,67
Динамическая грузоподъемность упорного подшипника, имеющего / рядов тел качения,
' і 1—0,3
C1
A = I
где Zk — число тел качения в k-м ряду; —динамическая грузоподъемность соответствующего ряда тел качения.
Так же как и радиальных шарикоподшипников, долговечность упорно-радиальных
241
где P0 — эквивалентная нагрузка, вычисляемая по формуле
Ра = XF,+ YF а. (6.118)
В табл. 6.6 даны значения коэффициентов X и Y для упорно-радиальных шарикоподшипников.
При а = 90° необходимо в формуле (6.118) принять ^=On Y=I.
6.9. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ
Влияние распределения нагрузки. Полученные в предыдущих параграфах формулы позволяют рассчитать долговечность шарикоподшипников по заданным эквивалентным нагрузкам и динамической грузоподъемности. При выводе расчетных формул предполагалось, что жесткость деталей, сопряженных с подшипником, значительно больше контактной жесткости самих подшипников и их деформациями можно пренебречь. Кроме того, предполагалось, что внутренний радиальный зазор подшипника равен нулю.
Долговечность подшипника зависит от нагрузки Pn, воспринимаемой наиболее нагруженным шариком. Поэтому, если нагрузка P0 существенно увеличивается, то долговечность подшипника заметно уменьшается. Во второй главе было показано влияние внутреннего радиального зазора (натяга) на величину P0. На рис. 6.9 даны коэффициенты %с уменьшения долговечности L10 в зависимости от параметра є, определяющего нагруженную зону подшипника и, следовательно, величину P0. Увеличение нагрузки P0 для жестких опор связано с уменьшением числа несущих шариков и угла нагруженной зоны. Однако уменьшение угла нагруженной зоны оказывает меньшее влияние на среднюю эффективную нагрузку тела качения, чем увеличение максимальной нагрузки P0.
Влияние частоты вращения. В пятой главе было показано, что частота вращения оказывает большое влияние на внутренние силовые факторы подшипника. Повышение частоты вращения приводит к увеличению центробежных сил, развиваемых шариками при орбитальном движении вокруг оси подшипника, и гиро"-скопических моментов, обусловленных прецессионным движением осей собственного вращения шариков. Изложенный в данной главе метод расчета долговечности подшипников не учитывает эти объемные силы, а также вызываемые ими изменения углов контакта, которые
Рис. 6.9. Зависимость коэффициента Хс от па-
раметра е:
для шарикоподшипника; 2 коподшипннка
для роли-
245
Рис. 6.10. Процент времени полного разделения рабочих поверхностей в зависимости от величины Я.:
А — зона дискретных прорывов масляной пленки; Б — зона, в которой местные прорывы масляной пленки возникают при тяжелых нагрузках; В — рабочая зона для промышленных объектов; Г — зона, в которой работа подшипников возможна за предельным числом оборотов; Д —зона формально неограниченной долговечности подшипников
часто весьма значительны. Поэтому расчет долговечности высокоскоростных подшипников по указанному методу может привести к ошибкам, тем более значительным, чем больше частота вращения.' Расчет долговечности высокоскоростных подшипников с помощью приведенного метода возможен лишь в тех случаях, когда удается определить фактическую нагрузку на каждый контакт и, следовательно, эквивалентную нагрузку на каждое кольцо подшипника. Некоторые частные задачи такого рода изучены в пятой главе.
Влияние смазки. При надлежащем изготовлении подшипника и удовлетворительной смазке поверхности качения могут быть полностью разделены масляной пленкой. Опыты показали, что толщина масляной пленки оказывает существенное влияние на долговечность подшипника. Установлено также, что толщина пленки зависит от скорости движения поверхностей, вязкостных свойств смазки и нагрузки. Харрис демонстрирует влияние смазки на долговечность подшипника с помощью графика рис. 6.10 [27]; он вводит параметр к, представляющий собой отношение толщины масляной пленки к сумме неровностей соприкасающихся поверхностей. Если % 4, то долговечность подшипников может превысить L10, тогда как при % < 1 долговечность, вероятно, не достигнет L10 из-за разрушения рабочих поверхностей. В большинстве случаев подшипники работают в пределах изменения параметра % = 1-=-2. На рис. 6.10 ординаты представляют процент времени, в течение которого поверхности полностью разделены масляной пленкой.
