Подшипники качения, страница 2

В цилиндрических косозубых редукторах при угле наклона зубьев b £ 15° возникают небольшие осевые силы, которые воспринимаются радиальными шарикоподшипниками (схема на рис. 1, а), имеющими естественные бурты на дорожках качения колец подшипников. Осевая нагрузка Faвоспринимается только фиксированной опорой. Другая, «плавающая», опора воспринимает только радиальную нагрузку, обычно меньшую по величине, для облегчения перемещения этой опоры при тепловых деформациях.

Вал с одной фиксированной и одной плавающей опорой называется фиксированным. В редукторах с раздвоенной ступенью и шевронных плавающими делают валы, например, по схеме рис. 1, б.

Для восприятия радиальной и значительной осевой нагрузки в червячных и конических редукторах используют радиально-упорные подшипники. Особенность таких конструкций – одностороннее восприятие осевой нагрузки. На рис. 1, в изображена схема постановки конических роликоподшипников «враспор». Осевую нагрузку воспринимает подшипник 1. В каждом радиально-упорном подшипнике при действии радиальной нагрузки возникает осевая составляющая S, связанная с конструкцией подшипника, где поверхность контакта наклонена под углом контакта α к оси подшипника. Для роликоподшипников осевая составляющая

,                                                             (1)

где е – коэффициент осевого нагружения [13]; для радиально-упорных конических подшипников также приведен в табл. 2.

   Таблица 2

Коэффициенты для радиально-упорных конических подшипников

Однорядные

Двухрядные

e

Fa/VFre

Fa/VFr e

Fa/VFre

Fa/VFe

X

Y

X

Y

X

Y

X

Y

1

0

0,4

0,4ctg α

1

0,45ctg α

0,67

0,67 ctg α

1,5tg α

Для радиально-упорных шарикоподшипников (рис. 1, г), осевая составляющая

.                                                                    (2)

На рис. 1, г подшипники поставлены «врастяжку».  Результирующие осевые нагрузки определяют по учебнику [13]. Например, для схемы рис. 1, в при S1 < S2

.                                            (3)

В общем случае суммированием осевую нагрузку определяют для подшипника, на который направлена осевая сила Fa, а осевая нагрузка другой опоры равна собственной осевой составляющей S. При выборе схемы расположения радиально-упорных подшипников («враспор» или «врастяжку») следует по возможности учитывать, что осевую нагрузку надо направлять на менее нагруженный радиальной нагрузкой подшипник для уменьшения разницы в приведенных нагрузках на подшипники.

Рис. 1. Схемы расположения подшипников

Для длинных валов червяка (L > 350 мм) с целью компенсации тепловых деформаций используют схему рис. 1, д со сдвоенным (или двухрядным) радиально-упорным подшипником в одной опоре и радиальным подшипником в «плавающей» опоре. Подшипник в фиксированной опоре 2 рассматривают как двухрядный, а осевые составляющие Sне рассчитывают. Подшипниковые узлы червяков средних и тяжелых редукторов могут включать и упорные подшипники (рис. 1, е).

1.3. Расчёт подшипников качения

Подшипники качения в зависимости от частоты вращения п рассчитывают по двум критериям: контактная выносливость  и  статическая прочность.

По первому критерию расчёт ведут на долговечность по усталостному выкрашиванию при п > 1 об/мин (при п = 1...10 принимают п = 10 об/мин). Расчётным параметром является динамическая грузоподъёмность.

    Паспортная (табличная) динамическая грузоподъёмность С – это такая постоянная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение 1 млн. оборотов без появления признаков усталости не менее чем у 90% из группы идентичных подшипников (т. е. вероятность неразрушения Р = 0,9). Поскольку паспортная грузоподъёмность обычно выше потребной, недолговечных подшипников не 10%, а 3...5%. Остальные подшипники в соответствии с кривой выносливости будут иметь ресурс, превышающий расчётный. Потребная динамическая грузоподъёмность

,                                                   (4)