Температура подшипника зависит от величины v2/∆
2. Допустимые режимы работы подшипников
Материалы вкладыша | Гладко обработанная закаленная шейка вала | Незакаленная шейка вала | ||
[pv], МПа м/с | [p], МПа | [pv], МПа м/с | [p], МПа | |
Бронза оловянная БрОФ10-1 |
10 | 8 | 6 | 5 |
Бронза БрОЦС5-7-12, БрОЦС6-6-3 |
8 | 6 | 5 | 4 |
Бронза БрАЖ9-4 |
7,5-15 | 5 | Не рекомендуется | |
Бронза БрС30 |
10 | 10 | То же | |
Цинковый сплав ЦАМ 10-5 |
9-10 | 2,5 | 4 | 2,5 |
Баббиты Б16, БН6 |
15 | 10 | 10 | 6 |
Антифрикционный чугун АЧС-1, АЧС-2 |
1,5-12 | 1-4 | 1 | 2,5 |
Рис. 1. Коэффициент теплоотдачи К,
отнесенный к единице площади проекции шейки вала;
для подшипников, расположенных в коробках скоростей и обдуваемых,
принято К = 837,3 Вт/(м2 -С), для отдельно расположенных подшипников
К = 293,1 Вт/(м2 °С)
Для шпиндельных подшипников нормальной точности можно принимать ∆
Рабочая температура подшипников не должна превышать 75 °С.
Для подшипников скольжения с принудительной подачей смазки (например, в шлифовальных станках) следует учитывать теплоотдачу в масло.
Конструктивные размеры бронзового или чугунного вкладыша (рис. 2) ориентировочно таковы:
Н≈
S1≈ 5 мм для d = 35 ÷ 60 мм;
S1≈ 7,5 мм для d = 65 ÷ 100 мм;
S1≈ 10 мм для d = 120 ÷ 200 мм;
Рис. 2. Конструктивные размеры вкладыша
Целесообразно брать l/d ³ 1 В практике l/d = 0,5÷ 1,5
С увеличением d отношение l/d уменьшается: чем длиннее цапфа, тем вероятнее неравномерность распределения нагрузки по ее длине и повышение местного износа вкладыша в его краях. Подшипник с l/d>1
можно применять для увеличения жесткости валов, а также в опорах подшипников вертикальных валов, где обычно кромочные давления, вызываемые изгибом вала, менее опасны.
Ориентировочные значения l/d : в подъемных механизмах 1,2—2, в металлорежущих станках 1,1—2, в редукторах 0,8—1,2.
Закрепление подшипниковых втулок винтами приведено в табл. 5. Применение закрепительных штифтов для втулок дано в табл. 10.
Расчет упорного подшипника (рис.3)
Расчет плоской пяты. При хорошем смазывании P £ pd2pj /4
где р - удельная нагрузка, МПа; φ
Для проверки на нагревание берут критерий ру, но под V подразумевают скорость точки, находящейся от оси вращения на расстоянии 2/3 радиуса пяты; тогда (МПа м/с)
pv = | P | pn | 2 | d | = | 4Pn |
10pd2/4 | 30 | 3 | 200 | 90000d |
где Р - осевая сила, Н; n - частота вращения, мин-1; d - диаметр пяты, см; V - скорость, м/с.
Для пяты принимают [pv] = 2 ÷ 4 МПа м/с, а значения р берут в зависимости от материала (табл. 3).
Рис. 3. Упорные подшипники
3. Значение р
Материал | р, МПа |
Сталь по чугуну |
2,0-2,5 |
Сталь по бронзе |
4,0-6,0 |
Закаленная сталь по бронзе |
7,5-8,0 |
То же, по стали |
12,0-15,0 |
» по баббиту |
5,0-7,0 |
За. Канавки упорных подшипников и колец
Размеры, мм
d | До 60 | 60-80 | 80-90 | 90-110 | 110-140 | 140-180 | |
r | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Если проверка на нагревание дает неудовлетворительный результат, то диаметр пяты, см, d = 4Pn/90000pv
Расчет кольцевой пяты
Наружный диаметр d пяты выбирают по конструктивным соображениям; обычно d = d0 - (0,5 ÷ 2,0 см);
d1 - из расчета на удельную нагрузку;
P £ p /4 (d2 - d12)p
и проверяют на нагревание pv = Pn/60000b
где Р - осевая сила, Н; n - частота вращения, мин-1;
b = d/2 - d1/2; d и d1 - в см