§ 16.9. Коэффициент нагруженности подшипника
При расчете подшипника обычно известны диаметр цапфы d, нагрузка Fr и частота вращения η (или ω). Определяют длину подшипника /, зазор 5, сорт масла (μ). Большинством из неизвестных параметров задаются, основываясь на рекомендациях, выработанных практикой, и затем проверяют запас надежности подшипника по режиму жидкостного трения. В таком случае можно предложить следующий порядок расчета:
1. Задаются отношением Ijd. Распространенные значения l/d=0,5...1. Короткие подшипники (l/d<0,4) обладают малой грузоподъемностью (рис. 16.6). Длинные подшипники (l/d> 1) требуют повышенной точности и жестких валов. В противном случае увеличение вредного влияния монтажных перекосов и деформаций не может компенсироваться уменьшением условного давления в подшипнике \p = Fr/(ld)]. При выборе Ijd учитывают также и конструктивные особенности (габариты, массу и пр.). Выбранное значение Ijd проверяют по допускаемым \р] и [pv] [см. формулы (16.9) и (16.10)]. Эта проверка предупреждает возможность заедания и повышенного износа в случаях кратковременных нарушений жидкостного трения (пуски, перебои в нагрузке, подаче смазки и т. п.).
2. Выбирают относительный зазор. При этом используют частные рекомендации для аналогичных конструкций или эмпирическую формулу, по которой среднее значение относительного зазора
1. Задаются отношением Ijd. Распространенные значения l/d=0,5...1. Короткие подшипники (l/d<0,4) обладают малой грузоподъемностью (рис. 16.6). Длинные подшипники (l/d> 1) требуют повышенной точности и жестких валов. В противном случае увеличение вредного влияния монтажных перекосов и деформаций не может компенсироваться уменьшением условного давления в подшипнике \p = Fr/(ld)]. При выборе Ijd учитывают также и конструктивные особенности (габариты, массу и пр.). Выбранное значение Ijd проверяют по допускаемым \р] и [pv] [см. формулы (16.9) и (16.10)]. Эта проверка предупреждает возможность заедания и повышенного износа в случаях кратковременных нарушений жидкостного трения (пуски, перебои в нагрузке, подаче смазки и т. п.).
2. Выбирают относительный зазор. При этом используют частные рекомендации для аналогичных конструкций или эмпирическую формулу, по которой среднее значение относительного зазора
где ν — окружная скорость цапфы.
Для валов сравнительно малых диаметров (до 250 мм) зазор желательно согласовать с одной из стандартных посадок (обычно Я7//7, Я9/eS, Η7/έ?8, H9/d9). По формулам (16.11) и (16.12) можно судить, что значение относительного зазора ψ существенно влияет на нагрузочную способность подшипника.
3. Выбирают сорт масла и его среднюю рабочую температуру. Вязкость масел и области их применения установлены ГОСТом. При этом учитывают практику эксплуатации подобных машин. График зависимости вязкости масла от температуры для наиболее распространенных сортов масел, применяемых в подшипниках скольжения, изображен на рис. 16.7 (7, 2, 3 и 4 — индустриальные масла марок 45, 30, 20 и 12; 5 — турбинное масло марки 22).
Среднюю рабочую температуру масла обычно выбирают в пределах /ср = 45...75° С. По /ср и графику рис. 16.7 определяют среднюю расчетную вязкость масла μ.
4. Подсчитывают коэффициент нагруженности подшипника по формуле (16.12) и по графику (см. рис. 16.6) определяют χ. Затем по формуле (16.13) определяют hmin.
Для валов сравнительно малых диаметров (до 250 мм) зазор желательно согласовать с одной из стандартных посадок (обычно Я7//7, Я9/eS, Η7/έ?8, H9/d9). По формулам (16.11) и (16.12) можно судить, что значение относительного зазора ψ существенно влияет на нагрузочную способность подшипника.
3. Выбирают сорт масла и его среднюю рабочую температуру. Вязкость масел и области их применения установлены ГОСТом. При этом учитывают практику эксплуатации подобных машин. График зависимости вязкости масла от температуры для наиболее распространенных сортов масел, применяемых в подшипниках скольжения, изображен на рис. 16.7 (7, 2, 3 и 4 — индустриальные масла марок 45, 30, 20 и 12; 5 — турбинное масло марки 22).
Среднюю рабочую температуру масла обычно выбирают в пределах /ср = 45...75° С. По /ср и графику рис. 16.7 определяют среднюю расчетную вязкость масла μ.
4. Подсчитывают коэффициент нагруженности подшипника по формуле (16.12) и по графику (см. рис. 16.6) определяют χ. Затем по формуле (16.13) определяют hmin.