Следовательно, |
условие |
прочности будет |
|
|
|
|
|
|
ОИЗ* |
|
|
|
Тогда получим |
|
|
|
32Ql < И |
|
|
|
для сплошной цапфы |
|
|
(574) |
|
|
|
|
32QI |
^ |
, |
для |
полой цапфы |
|
|
|
2к ( 1 — -И) & |
^ |
І°1из. |
|
|
|
|
d\ |
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
где d — наружный диаметр |
цапфы и с/, — внутренний |
диаметр |
полой цапфы. |
(574), заменяя выражение Q через рср, получим |
Из формулы |
|
|
16/Ѵ* |
|
|
|
|
Следовательно, |
71 |
( 1 - |
ß ‘ ) < Р |
|
|
|
|
L |
і / 0.2(1-Э4)1»|иа |
|
|
|
|
|
|
(575) |
|
d |
X |
|
Pep |
|
|
|
|
|
|
|
для сплошной цапфы 3 = 0. |
|
или, как это будет |
показано |
Обычно значением рср задаются |
ниже, его определяют из условий обеспечения жидкостного тре ния. Тогда из уравнений (574) и (575) можно определить раз
|
|
|
|
|
|
|
|
меры / |
и d. |
В некоторых |
случаях приходится |
задаваться |
значе |
ниями |
l u d ; |
тогда |
уравнения (574) |
и (575) |
будут являться |
п юверочными. Стремясь |
к уменьшению прогиба цапфы, при |
определении |
допускаемых |
напряжений |
на изгиб следует |
прини |
мать большие значения коэффициента запаса. |
следует |
радиус |
Для |
уменьшения |
концентрации напряжений |
галтели делать не меньше нижеследующих величин, приведенных в табл. 57.
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 57 |
Диаметр цапфы, |
м м ................. |
28 |
68 |
100 |
175 |
240 |
290 |
320 |
Радиус галтели, |
.іы/,................. |
1.5 |
2 |
3 |
4 |
6 |
8 |
10 |
Соответствующий радиус закругления у вкладыша делается несколько больше.
В тех случаях, когда на цапфу, кроме радиальной силы, дей
|
ствует и осевая QÜC, условие |
прочности |
напишется |
|
З’Ті:і г |
|
о |
(576) |
|
W~ |
F |
|
|
|
|
18* |
|
|
275 |
Промежуточная цапфа рассчитывается по среднему удельному давлению так же, как и концевая — по формуле (575). На проч ность (на изгиб и кручение) промежуточная цапфа рассчитыва ется как соответствующий участок вала, и таким образом диаметр цапфы определяется при расчете всего вала.
Отношение |
принимается |
в пределах |
0,5—2,0. При значе- |
/ ,, . |
|
подшипники |
с жесткими вклады |
пнях —р<^1 можно принимать |
шами, а при отношении -^-^>1 во избежание заклинивания вала вкладыш часто делают самоустанавливающимся.
Средние значения приведены в табл. 58.
Т а б л и ц а 58
Характер установки
Передвижные установки двигателей внутреннего
сгорания и паровых машин.................................
Стационарные двигатели внутреннего сгорания,
оси паровозов и вагонов ......................................
Стационарные паровые машины, подъемники, станки, турбогенераторы, электромашины
Судовые турбины ..........................................................
Судовые зубчатые передачи .....................................
0,6 -1
1 -1 ,5
1 - 2
0,8-1,25
Кроме расчета на прочность, выбранные размеры цапфы про веряют также из условий допустимого нагрева. Количество вы деленного тепла может быть определено по формуле
к1= Qfv ккал,
где Q — действующая нагрузка в кг; / — коэффициент трения;
V — окружная скорость цапфы в м/сек.
Это выделенное тепло должно быть отведено потоком масла (если применяется циркуляция масла) и охлаждением наружной поверхности корпуса подшипника. Из баланса тепла может быть определена температура масла. Однако этот расчет весьма сложный, так как практически трудно учесть влияние на охлаждение много численных факторов. Поэтому часто пользуются упрощенным рас
четом. Удельная работа сил трения выразится формулой |
|
A = p cpfv . |
(577) |
Если рсѵ — в кг/см2, а ѵ — в м/сек, то размерность А |
будет |
в кгм/сек • см2, а следовательно, А является мощностью, |
отне- |
сенной к единице трущейся поверхности цапфы. Подставляя цифровое значение для /, условие нормального теплового режима получим в виде формулы
рсрѵ < At кгм 'ісек • см2. |
(578) |
Весьма ориентировочные практические значения |
для А г приве |
дены в табл. 60. Некоторые значения (/?ср] и коэффициента тре ния / приведены в табл. 61 и 62.
Наименование
Стационарные м аш и н ы .................................
Судовые маш ины ..............................................
Трансмиссионные валы .................................
Т а б л и ц а 60
кгм-ісек *см-
15 -20 10—40 20
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 61 |
|
|
|
|
|
Наименование |
|
|
(/?ср)* |
|
Сталь |
по |
ч у г у н у .................................................. |
|
|
|
|
30 |
|
, |
|
по |
бронзе .................................................. |
|
|
|
|
50 |
|
. |
|
по баббиту .................................................. |
|
|
|
|
60 |
|
Сталь, |
закаленная по б р о н з е |
......................... |
|
|
75 |
|
„ |
|
|
„ |
по баббитѵ |
......................... |
|
|
90 |
|
* |
|
|
„ |
по с т а л и ............................. |
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
62 |
|
|
|
Наименование |
|
|
|
|
Коэффициент |
|
|
|
|
|
|
|
|
трения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для подшипников |
с кольцевой смазкой . |
. . в |
0,02-0,01 |
|
, |
|
. |
|
с фитильными |
капельными |
|
|
м асленкам и ............................................................... |
|
|
|
|
|
0,01—0,07 |
|
С простым отверстием для заливки..................... |
|
|
0,07-0,1 |
|
Цапфа |
в масляной ванне .......................................... |
|
|
|
|
0,01-0,03 |
|
Потери |
в подшипнике определяются |
формулой |
|
|
|
|
|
N n |
мп |
Кв, |
|
|
|
|
|
|
|
|
102 |
|
|
|
где Мпот — момент |
силы трения |
|
относительно |
оси цапфы |
в кгм\ |
N am — потерянная мощность |
в кв\ |
|
|
|
w — угловая |
скорость в рад/сек. |
|
|
|
Мб |
|
|
і ё |
|
м п(п = Qfr, |
Ш= |
|
следовательно, |
|
|
30 |
|
Qfn_ |
|
|
М, |
|
(579) |
972 |
К в , |
где г — радиус цапфы в ж и Q — нагрузка на цапфу в кг.
§ 80. РАСЧЕТ УПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВ ПОЛУСУХОГО (ИЛИ ПОЛУЖИДКОСТНОГО) ТРЕНИЯ
Упорные подшипники применяются как для вертикального, так и горизонтального вала. Расчет упорных подшипников заключает ся, в основном, в расчете пяты. Ниже рассмотрены наиболее часто применяемые
опоры: с кольцевой пятой и гребенчатая. Кольцевая пята характеризуется тем
(рис. 231), что у нее рабочей поверхностью является плоский торец с вырезом посере дине.
1) Опорные поверхности не прирабо таны.
В этом случае считают, что давление распределяется на опорной поверхности равномерно и тогда
|
|
|
|
|
р ‘г = |
|
(580) |
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
Выделив элементарное кольцо толщи |
|
|
|
ной |
dx, |
получим |
значение |
элементарной |
|
|
|
силы на |
это кольцо |
|
|
|
|
|
|
dpx = 2v:xpcpdx. |
Рис. |
231. |
Распределение |
Элементарный момент силы трения будет |
давлений |
в кольцевой |
|
|
dMx ^ 2 r .x 2v.pcpdx, |
|
|
ияте |
|
|
где |
ц — коэффициент |
трения |
между |
пятой и |
опорой, |
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
М, |
Г. (/?і — /?2) |
р |
|
или, |
подставляя значение рсп, получим |
|
|
|
|
|
Af V— ~ |
Qu. Я? - Я |
|
(58 і) |
