Подбор диаметрального зазора для подшипников качения

Эта программа выполняет предварительный подбор диаметрального зазора для указанных значений диаметра цапфы подшипника и скорости. Подбор значения диаметрального зазора выполняется с помощью относительного диаметрального зазора, который рассчитывается по эмпирической формуле:

Где:

	Ψ	относительный диаметральный зазор [-]
	v H	окружная скорость цапфы [м*с -1 ]

Относительный диаметральный зазор является важным параметром конструкции, который влияет на свойства подшипника. Он обычно варьируется в диапазоне от 0,0005 до 0,004. Небольшие значения относительного радиального зазора подходят для подшипников с высоким удельным давлением, которые работают при низкой скорости скольжения, и наоборот.

При увеличении значения относительного радиального зазора снижается нагрузочная способность, и возникает опасность вибрации цапфы и кавитации облицовки подшипника. Скорость скольжения цапфы имеет значительное воздействие на выбор радиального зазора. Выбор осуществляется в соответствии с материалом и технологией облицовки:

Баббит	(0.5 ~ 1) .10 -3
Бронза	(0.8 ~ 2) .10 -3
Алюминиевые сплавы	(1.2 ~ 2.5) .10 -3
Чугун, графит	(2 ~ 3) .10 -3
Пластмасса	(1.5 ~ 10) .10 -3

Более низкие значения выбраны для узких и точных подшипников, так как отсутствует нагрузка на ребра.

Уменьшение внутреннего диаметра втулки, вызванное вставкой втулки в корпус подшипника:

При вставке втулки в корпус подшипника с помощью относительного натяга:

возникает некоторое контактное давление:

Где:

Рекомендуемый размер относительного натяга:

ϑ ≈ 1.3. 10 ^-3 — корпусы подшипников из алюминиевого сплава;

ϑ ≈ 0.6. 10 ^-3 — корпусы подшипников из чугуна или стали.

Изменение диаметрального зазора из-за вставки втулки определено в следующей формуле:

Изменение диаметрального зазора, обусловленное радиальными градиентами температур:

Во время работы детали подшипника расширяются вследствие повышения температуры. Под влиянием радиальных градиентов температур происходит изменение радиального диаметрального зазора, значение которого:

Δ φ _T = (α _L - α _H ) (1 - B) (T _V - T _U ) - 0,6 (α _L ΔT _rL - 0,75 α _H Δ T _rH

Где:

при этом эффективная толщина втулки равна s _e = (D1 - d s _V ) / 2 [мм]

радиальный градиент температуры между внешней поверхностью подшипника и скользящей поверхностью:

ΔT _rL ≈ 5 ... 15 [°C]

радиальный градиент температуры между скользящей поверхностью и центром вала:

ΔT _rH 11,0pt ≈ 2 ... 5 [°C]

Изменение диаметрального зазора под влиянием радиальных градиентов температур определяется по следующей формуле:

Δd _T =Δφ _T d [мм]

Значение используемых переменных:

d	Диаметр цапфы [мм].
D 1	Внутренний диаметр корпуса подшипника [мм].
D 2	Наружный диаметр корпуса подшипника [мм].
Δd p	Изменение диаметрального зазора вследствие зажима втулки, вызванного нажатием [мм].
ΔdT	Изменение диаметрального зазора под влиянием радиального градиента температуры [мм].
Δd 1	Среднее значение натяга, вызванного вставкой втулки в корпус подшипника [μм].
E L	Модуль упругости материала корпуса подшипника [MПa].
E p	Модуль упругости материала втулки [MПa].
S e	Эффективная толщина втулки [мм].
S v	Толщина облицовки втулки [мм].
T U	Температура ближайшей среды подшипника [°C].
T v	Средняя температура смазки на выходе из подшипника [°C].
ΔT	Радиальное снижение температуры между внешней поверхностью подшипника и скользящей поверхностью [°C].
ΔT rH	Радиальное снижение температуры между внешней поверхностью подшипника и скользящей поверхностью [°C].
ΔT rL	Радиальное снижение температуры между скользящей поверхностью и центром вала [°C].
α L	Коэффициент теплового расширения корпуса подшипника [°C -1 ].
α H	Коэффициент теплового расширения материала цапфы подшипника [°C -1 ].
ν L	Коэффициент Пуассона материала корпуса подшипника [-].
ν p	Коэффициент Пуассона материала втулки [-].
υ	Относительный натяг [-].