Материал: Метрология стандартизация сертификация Взаимозаменяемость

R

2

(4)

µ₁  ω

где  – относительный зазор, равный S_min/d (S_min – наименьший зазор посадки, выбранной по стандарту).

6. По таблице 2 найти величину относительного эксцентриситета  в зависимости от значений l/d и С_R. При этом должно выполняться условие 0,4. При <0,4 существует зона неустойчивой работы соединения. Если при расчете получили <0,4, необходимо подобрать другую ближайшую посадку, обеспечивающую 0,4.

7. Найти наименьшую толщину масляного, слоя при S_min:

^hmin

_ ^Smin

2

 1  ,

мкм. (5)

Таблица 2

Коэффициент нагруженности С_R для подшипников с углами охвата 180° [6]

8. Определить запас надежности по толщине масляного слоя:

^kж.т. ^

^hmin

R  R

Z

Z

1 2

• _g

 2.

(6)

9. Подсчитать величину наибольшего зазора, при котором еще сохранится жидкостное трение и работоспособность подшипника:

^Smax_F

 , мкм (7)

4 p  h_ж.т.

и сравнить ее с S_max выбранной посадки, при этом должно быть S_maxS_maxF. Если это неравенство не выполняется, то выбрать другую посадку.

В уравнениях (3) и (7) необходимо подставлять те значения динамической вязкости масла ₁ и ₂, которые соответствуют средним температурам смазочного слоя S_minF (t = 70°C) и S_maxF (t = 50°C) [6].

Значения динамической вязкости масла при температуре 50°С приведены в табл. 3.

Таблица 3

Для других значений температуры динамическая вязкость масла определяется по формуле:

n

µ  µ

_{ } 50 _{ ,}

t 50

 

 ^t 

где t – фактическая температура масла;

n  показатель степени, зависящий от кинематической вязкости масла (табл. 4).

Таблица 4

^Smax^.

Затем проверить условие обеспечения жидкостного трения при

10. Определить коэффициент нагруженности подшипника по

уравнению (4):

2

_{C } p₁  ψ _,

R

µ₁  ω

где  – относительный зазор, равный S_max/d.

11. По таблице 2 найти относительный эксцентриситет .

12. Подсчитать наименьшую толщину масляного слоя по уравнению (5):

^hmin

_ ^Smin

2

 1  ,

мкм.

13. Определить запас надежности по толщине масляного слоя из

уравнения (6):

^kж.т. ^

^hmin

R  R

Z

Z

1 2

• _g

 2.

2. Расчет и выбор посадок с натягом

1. Подсчитать наименьший расчетный натяг:

- при осевом нагружении:

F ^ C С ^

^Nmin расч.





_ a

  l  f

 ^{ 1}

E

 ^{2 } , мкм; (8)

E

1  1 2 

- при нагружении крутящим моментом:

_N 2M _кр

^ C С



, мкм; (9)



min расч. _{  d  l  f}

1

2

 _^ _E  _{E }^

2  1 2 

- при совместном нагружении:

^ C₁ С ^

^Nmin расч. ^

2

  l  f

 _^ _E  _{E }^ , мкм; (10)

 1 2 

где F_a– осевая нагрузка, Н;

l – длина соединения, мм;

f₁ – коэффициент трения при продольном смещении деталей;

М_кр – крутящий момент, Нм;

f₂ – коэффициент трения при относительном вращении деталей;

d – номинальный диаметр сопрягаемых поверхностей, мм;

Е₁, и E₂  модули упругости материала соединяемых деталей, Н/м²;

для стали Е2,0610¹¹ Н/м²; для чугуна Е1,210¹¹ Н/м²

для бронзы и латуни Е1,110¹¹ Н/м²;

С₁ и С₂  коэффициенты, определяемые по формулам:

C 

1

1  d

d ²

 µ₁;

C 

1  d₁

2

d ²

 µ₂,

(11)

где d₁ – внутренний диаметр пустотелого вала, мм; (для сплошного вала d₁=0)

2

d₂ – наружный диаметр охватывающей детали, мм;

₁ и ₂ – коэффициент Пуассона (для стали  = 0,3; для чугуна

 = 0,25).

Величина коэффициента трения в соединениях с натягом зависит от материала сопрягаемых деталей, шероховатости их поверхностей, величины натяга и т.д. В практических расчетах для деталей из стали и чугуна приближенно можно принять f = 0,085 (при сборке под прессом ) и f = 0,14 (при сборке с нагревом охватывающей детали или с охлаждением охватываемой детали) [5 ]

В натяг, определяемый по формулам (8, 9 и 10), должна быть внесена поправка:

_i=_ш + _t + _ц + _уд + _в, (12)

_ш – учитывает смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей, мкм [6 ];

_t – учитывает различие рабочей температуры и температуры сборки, а также различие коэффициентов линейного расширения материала деталей, мкм;

_ц – учитывает деформации деталей от действия центробежных сил, мкм;

_уд – учитывает увеличение контактного давления у торцов охватывающей детали, мкм;

13

_в – учитывает воздействие вибраций и ударов, мкм. Поправку _ш можно определить:

а) для материалов с различными механическими свойствами:

_ш=2(К₁R_z1+K₂R_z2), (13)

где К₁ и К₂ – коэффициенты, учитывающие величину смятия неровностей, значение которых приведено в табл. 5;

Таблица 5

R_z1 и R_z2 – высота неровностей поверхностей отверстия и вала

(табл. 6);

б) для материалов с одинаковыми механическими свойствами:

_ш=2(R_z1 + R_z2)К, мкм.

При малых значениях R_z следует брать меньшие значения K₁, K₂

и К.

Поправку _t подсчитывают:

_t = [₁(t_p1 - t) - ₂(t_p2 - t)] d, мкм (14)

где ₁ и ₂ – коэффициенты линейного расширения материалов

деталей;

t_p1 и t_p2 – рабочая температура деталей (отверстая и вала);

t  температура соединения при сборке;

d  номинальный диаметр соединения.

Поправка _ц для стальных деталей диаметром до 500 мм, вращающихся со скоростью до 47 м/с, составляет 2 мкм.