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 F_aвоспринимается 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

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 F_a, 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)