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 [-]

 

vH

окружная скорость цапфы [м*с-1]

Относительный диаметральный зазор является важным параметром конструкции, который влияет на свойства подшипника. Он варьируется в диапазоне 0,0005 ~ 0,004. Небольшие значения относительного диаметрального 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:

ΔψT = (αL - αH) (1 - B) (TV - TU) - 0,6 (αL ΔTrL - 0,75 αH ΔTrH)

Где:

  

при этом эффективная толщина втулки равна se = (D1 - dsV) / 2 [мм]

радиальный градиент температуры между внешней поверхностью подшипника и скользящей поверхностью:

ΔTrL ≈ 5 ... 15 [°C]

радиальный градиент температуры между скользящей поверхностью и центром вала:

ΔTrH 11,0pt ≈ 2 ... 5 [°C]

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

ΔdT = ΔψT d [мм]

Значение используемых переменных:

d

Диаметр цапфы [мм].

D1

Внутренний диаметр корпуса подшипника [мм].

D2

Наружный диаметр корпуса подшипника [мм].

Δdp

Изменение диаметрального зазора вследствие зажима втулки, вызванного нажатием [мм].

ΔdT

Изменение диаметрального зазора под влиянием радиального градиента температуры [мм].

Δd1

Среднее значение натяга, вызванного вставкой втулки в корпус подшипника [мкм].

EL

Модуль упругости материала корпуса подшипника [MПa].

Ep

Модуль упругости материала втулки [MПa].

Se

Эффективная толщина втулки [мм].

Sv

Толщина облицовки втулки [мм].

TU

Температура ближайшей среды подшипника [°C].

Tv

Средняя температура смазки на выходе из подшипника [°C].

ΔT

Радиальное снижение температуры между внешней поверхностью подшипника и скользящей поверхностью [°C].

ΔTrH

Радиальное снижение температуры между внешней поверхностью подшипника и скользящей поверхностью [°C].

ΔTrL

Радиальное снижение температуры между скользящей поверхностью и центром вала [°C].

αL

Коэффициент теплового расширения корпуса подшипника [°C-1].

αH

Коэффициент теплового расширения материала цапфы подшипника [°C-1].

νL

Коэффициент Пуассона материала корпуса подшипника [-].

νp

Коэффициент Пуассона материала втулки [-].

  υ

Относительный натяг [-].