Расчет радиальных подшипников скольжения со смещенными в плоскости разъема вкладышами

1. Исходные данные

2. Проектировочный расчет

2.1 Выбор геометрии опоры

2.2 Выбор материала подшипника

2.3 Выбор сорта смазки и способа ее подвода

2.4 Условие обеспечения жидкостного трения

3. Проверочный расчет

3.1 Тепловой расчет

3.2 Проверка условия жидкостного трения

4. Проверка динамической устойчивости подшипника Список использованной литературы

1 Исходные данные

1) радиальная нагрузка на опору W=3000 Н;

2) частота вращения вала n=1500 об/мин;

3) диаметр вала в близи опоры d=0,1 м;

4) расстояние между опорами L=1,2 м;

5) тип опоры — подшипник со смещенными в плоскости разъема вкладышами.

Рисунок 1.1 — Схема подшипника со смещенными в плоскости разъема вкладышами опора подшипник смазка

2. Проектировочный расчет

2.1 Выбор геометрии опоры

2.1.1 Задаем угол охвата подшипника (=[120^о, 150^о, 180^о, 360^о]) [1,ст.4].

Выбираем угол охвата .

2.1.2 Диаметр втулки приравниваем диаметру вала

2.1.3 Определяем длину опоры Для выбора длины подшипника, рекомендуемые пределы. Задаем относительную длину подшипника .

После того, как выбрали и, определим: удельную нагрузку

частоту вращения ротора

и окружную скорость вращения

.

2.1.4 Выбираем зазор между цапфой и вкладышем По рисунку 2.1 определяем диапазон относительного зазора подшипника:

Рисунок 2.1 — Зависимость относительного зазора от окружной скорости вращения Относительный зазор зависит от посадки. Принимаем для установки вала в подшипниках посадку H7/d8 (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 — Посадка подшипника

Для поля допуска d8 находим: m=17 [3,ст.5]

Находим относительный зазор:

.

Полученная величина относительного зазора попадает в ранее найденный диапазон.

Радиальный зазор подшипника

.

Класс чистоты обработки поверхности: 8[3,ст.6].

2.2 Выбор материала подшипника Материал вала — сталь 45ХА:

? модуль упругости материала вала, НВ=60…65 — твердость стали.

Критерием выбора материала подшипника является показатель .

,

.

Материал подшипника — баббит Б16[1, с. 47, табл.25].

Твердость материала при: НВ=22,4.

2.3 Выбор сорта смазки и способа ее подвода

2.3.1 Определим вязкость смазки, которая зависит от ее сорта и от средней температуры в подшипнике. Возьмем среднюю температуру .

Согласно [1,c.31, табл.16] для, и, линейно аппроксимируя, находим число Зоммерфельда:

Выбираем смазку по условию

.

Выбираем масло турбинное Тп-22 согласно таблице. Приняв предварительно рабочую температуру масла, находим: .

2.3.2 Выбор типа подачи смазки в подшипник и необходимости охлаждения

— кольцевая смазка, охлаждение не обязательно [3,ст8].

2.4 Условие обеспечения жидкостного трения

где — критическое значение зазора, определяемое шероховатостями поверхностей цапфы и втулки, а также прогибом вала,

— минимальная толщина смазочного слоя.

2.4.1 Определим критическую величину зазора:

где — высота шероховатой цапфы и вкладыша. Для восьмого класса чистоты обработки поверхности: [3, ст. 8, табл.3],

— максимальный прогиб цапфы в подшипнике.

Величина зависит от жесткости вала и опор и определяется по формуле:

где — стрела прогиба вала,

— расстояние между опорами,

— суммарная нагрузка на вал,

— момент инерции вала,

— модуль упругости материала вала.

2.4.2 Определим минимальную толщину смазочного слоя:

где — относительный эксцентриситет, определяемый по таблице [1,ст. 74] для данного вида опоры в зависимости от нагрузки (безразмерного коэффициента нагруженности) и длины подшипника ().

.

Условие обеспечения жидкостного трения выполняется.

Рисунок 2.3 — Стрела прогиба вала

3. Проверочный расчет

3.1 Тепловой расчет Так как рабочая температура смазки, то принимаем температуру смазки в системе .

Выбираем способ подачи смазки в рабочую зону подшипника через верхнюю половину (два кармана в плоскости разъема, один — питающий)

Рисунок 3.1 — Способ подачи смазки в подшипник Размеры канавки принимаем следующее

; ,

.

Давление подачи смазки в рабочую зону подшипника опредеим по формуле:

.

.

Таблица 1 — Расчет радиального подшипника с цилиндрической расточкой

Рисунок 3.2 — Определение и

3.2 Проверка условия жидкостного трения

.

Условие обеспечения жидкостного трения выполняется.

4. Проверка динамической устойчивости подшипника Определение устойчивости сводится к определению параметра устойчивости

где .

По диаграмме устойчивости (рис. 4.1) графоаналитическим способом определяем устойчивость.

Рисунок 4.1 — Диаграмма устойчивости Точка с координатами и, находится в устойчивой зоне. Работа подшипника будет устойчивой.

1. Воскресенский В. А., Дьяков В. И. Расчет и проектирование опор скольжения (жидкостная смазка): Справочник. — М.: Машиностроение, 1980. — 224 с., ил. (Б-ка конструктора)

2. Орлов П. И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. Т.2

3. Методичні вказівки до виконання і оформлення курсової роботи з курсу «Конструкції і розрахунок опор на рідинному і газовому змащуванні» /Укладач Н.В. Зуєва. — Суми: Вид-во СумДУ, 2006. — 16 с.