Робочий зошит 3 страница

Рекомендовано використовувати в опорах із середнім радіальним навантаженням ударного характеру з невисокою частотою обертання.

2.7. Підшипники кулькові радіально – упорні однорядні. Передають радіальні і осьові навантаження. Величина осьового навантаження визначається величиною кута контакту. Зі збільшенням цього кута осьова вантажопідємність збільшиться за рахунок зменшення радіальної:

тип 36000 / β=12°/ …

тип 46000 / β=26°/ …

тип 66000 / β=36°/ …

де – допустиме осьове навантаження,

- невикористане допустиме радіальне навантаження.

Осьове навантаження сприймають тільки в одному напрямку. По швидкісним характеристикам не поступаються радіальним однорядним. Збільшення кутів контакту дещо знижують допустимі границі швидкості обертання. Можуть сприймати чисто осьові навантаження. Встановлені відповідним способом по 2 шт. в опору, забезпечують велику вантажопідємність опори і здатність сприймати двохсторонні осьові навантаження.

Використовуються при середніх і високих частотах обертання.

2.8. Роликопідшипники радіально – упорні однорядні /конічні /. Передають одночасно діючі радіальні а осьові навантаження. Зі збільшенням кута контакту конусності зовнішнього кільця осьова вантажопідємність зростає за рахунок зменшення радіальної. Відносний перекіс кілець не допустимий. Допустимі колові швидкості значно менші, ніж у підшипників з циліндричними роликами. Передають одностороннє осьове навантаження, величина якого в залежності від кута β слідуюча:

тип 7000 / β=10°…17°/ …

тип 27000 / β=25°…29°/ …

де – допустиме осьове навантаження,

- невикористане допустиме радіальне навантаження.

Кут конусності роликів 1,5°… 2°.

Допускають роздільний монтаж кілець, регулювання осьового і радіального зазору як при встановлені так і при експлуатації. Радіальна вантажопідємність в середньому в 1,9 разів вища, ніж у відповідних однорядних радіальних кулькових підшипниках. Широко використовуються в машинобудуванні при низьких і середніх швидкостях /не більше 5…10 м/с на валу/.

2.9.Шарикопідшипник упорний. Передають осьові односторонні навантаження. Задовільно працюють при низьких і середніх швидкостях /не більше 5…10 м/с на валу/. При високих швидкостях обертання підшипники швидко виходять з ладу в наслідок дії центробіжних сил зі сторони кульок на доріжки кочення. На горизонтальних валах працюють гірше, ніж на вертикальних; вимагають хорошого регулювання і постійного підтискання кілець.

Для забезпечення передачі осьового навантаження в обидві сторони приймають подвійні підшипники, в яких середнє кільце, закріплюване на валу, має доріжки з обох сторін, а зовнішні кільця, встановлювані в корпус, мають по одній доріжці.

2.10. Роликопідшипники упорні. Передають осьове навантаження. Мають велику навантажувальну здатність, ніж кулькові упорні, але задовільно працюють при низьких частотах обертання.

Динамічна вантажопід’ємність С (Н)

а) радіальних і радіально упорних підшипників:

кулькових при Д_т ≤ 25,4 мм

,

роликових

,

б) упорних кулькових підшипників при Д_т ≤ 25,4 мм

де – коефіцієнт динамічної вантажопід’єності, залежної від геометрії деталей підшипника, точності виготовлення і матеріала; вибирається з таблиці І;

Таблиця І

	f		f		f
0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07	4,66 5,45 5,96 6,35 6,83 6,91 7,08	0,08 0,09 0,10 0,012 0,14 0,16 0,18	7,31 7,42 7,53 7,76 7,87 7,92 7,98	0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30	7,98 7,92 7,87 7,76 7,64 7,53

і – число рядів тіл кочення;

β – кут контакту, град;

z – число тіл кочення;

Д_т – діаметр тіла кочення, мм;

l – довжина ролика, мм;

d₀ – середній діаметр підшипника / діаметр розміщення центрів тіл кочення/, мм.

3. ПРИЛАДИ ТА ОБЛАДНАННЯ

Об’єктами вивчення являється різного типорозміру підшипники, розміщені на підставці. Матеріальний інструмент – штангенциркуль 0…150 мм.

4. ПОСЛІДОВНІСТЬ ВИКОНАННЯ РОБОТИ

По кожному підшипнику

4.1. Зробити ескіз поперечного розрізу підшипника в зборі; показати напрями сил, які сприймає.

4.2. Заміряти основні розміри: зовнішній / Д / і внутрішній / d / діаметри і ширину / В / і / С / в мм.

По таблиці визначити серію, записати повне позначення підшипника.

По таблиці визначити динамічну / с / і статичну / с₀ / вантажопід’ємність, граничну частоту обертання / n / і масу / М /.

4.3. Дати коротку технічну характеристику підшипника.

4.4. Визначити за вказівкою викладача динамічну / с / і статичну / с₀ / вантажопід’ємність одного із підшипників і зрівняти з табличними значеннями.

Закінчивши роботу по кожному підшипнику і виконавши необхідні розрахунки, здають роботу викладачу, після цього здають робоче місце майстру.

5.КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

5.1. По якому параметру підбирають підшипники кочення?

5.2.Дати приклад позначення різних різних підшипників і розшифрувати його.

5.3. Що таке динамічна і статична вантажопід’ємність?

5.4. Дайте коротку технічну характеристику будь – якого типу підшипника.

5.5. Перерахувати основні типи підшипників.

5.6. Від чого залежить величина осьового навантаження, яке сприймає радіально – упорний кульковий підшипник?

5.7. Що позначає третя цифра справа в номері підшипника?

5.8.Коли рекомендують використовувати сферичні двохрядні підшипники?

5.9. Для чого в підшипниках сепаратор?

5.10. Із яких матеріалів виробляють деталі підшипника і яка їх термообробка?

5.11. чим визначається величина динамічної вантажопід’ємності підшипника?

4. ПРОТОКОЛ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ №4

ВИВЧЕННЯ КОНСТРУКЦІЇ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ

4.1. МЕТА РОБОТИ:

вивчити конструкцію, визначити основні геометричні параметри підшипників кочення, встановити їх тип, написати позначення та вказати область застосування.

4.2.1. ШАРИКОПІДШИПНИК РАДІАЛЬНИЙ ОДНОРЯДНИЙ (заповнюється на кожний підшипник окремо)

а) Ескіз поперечного перерізу

Геометричні розміри: D =…………..,мм

d =…………...,мм

B =…………...,мм

Типорозмір(позначення)

Динамічна вантажопідєомність C =…………….,H

Статистична вантажопідйомність C₀=……………,H

Гранична частота обертання n =…………….,1/c

Маса M =……………,кг

б) Коротка технічна характеристика підшипника.

4.2.2. РОЛИКОПІДШИПНИКИ КОНІЧНІ /заповнюється на кожний підшипник окремо/

а) Ескіз поперечного перерізу

Геометричні розміри: D =…………..,мм

d =…………...,мм

B =…………...,мм

Типорозмір(позначення)

Динамічна вантажопідєомність C =…………….,H

Статистична вантажопідйомність C₀=……………,H

Гранична частота обертання n =…………….,1/c

Маса M =……………,кг

б) Коротка технічна характеристика підшипника.

4.2.3. ШАРИКОПІДШИПНИКИ РАДІАЛЬНО-УПОРНІ

/заповнюється на кожний підшипник окремо/

а) Ескіз поперечного перерізу

Геометричні розміри: D =…………..,мм

d =…………...,мм

B =…………...,мм

Типорозмір(позначення)

Динамічна вантажопідйомність C =…………….,H

Статистична вантажопідєомність C₀=……………,H

Гранична частота обертання n =…………….,1/c

Маса M =……………,кг

б) Коротка технічна характеристика підшипника.

4.2.4. ШАРИКОПІДШИПНИКИ УПОРНІ

/заповнюється на кожний підшипник окремо/

а) Ескіз поперечного перерізу

Геометричні розміри: D =…………..,мм

d =…………...,мм

B =…………...,мм

Типорозмір(позначення)

Динамічна вантажопідємність C =…………….,H

Статистична вантажопідйомність C₀=……………,H

Гранична частота обертання n =…………….,1/c

Маса M =……………,кг

б) Коротка технічна характеристика підшипника.

4.2.5. ШАРИКОПІДШИПНИК РАДІАЛЬНИЙ ДВОРЯДНИЙ СФЕРИЧНИЙ

/заповнюється на кожний підшипник окремо/

а) Ескіз поперечного перерізу

Геометричні розміри: D =…………..,мм

d =…………...,мм

B =…………...,мм

Типорозмір(позначення)

Динамічна вантажопідйомність C =…………….,H

Статистична вантажопідєомність C₀=……………,H

Гранична частота обертання n =…………….,1/c

Маса M =……………,кг

б) Коротка технічна характеристика підшипника.

4.2.6. РОЛИКОВИЙ РАДІАЛЬНИЙ ДВОРЯДНИЙ СФЕРИЧНИЙ

/заповнюється на кожний підшипник окремо/

а) Ескіз поперечного перерізу

Геометричні розміри: D =…………..,мм

d =…………...,мм

B =…………...,мм

Типорозмір(позначення)

Динамічна вантажопідйомність C =…………….,H

Статистична вантажопідєомність C₀=……………,H

Гранична частота обертання n =…………….,1/_С^-1

Маса M =……………,кг

б) Коротка технічна характеристика підшипника.

Протокол студент готує вдома для типів підшипників:

шариковий радіальний однорядний, шариковий радіальний дворядний, роликовий радіально-упорний однорядний (конічний), шариковий радіально-упорний однорядний, роликовий радіальний дворядний, шариковий упорний однорядний. Коротку технічну характеристику записує в лабораторії.

Виконав студент(ка) 3 курсу ф-ту групи

_________________________________________

Прийняв(ла)_________________________________

Дата__________________________________

Лабораторна робота №5

Дослідження підшипників кочення

1.МЕТА РОБОТИ

Дослідити експериментальним шляхом залежність опору обертання в підшипниках кочення від навантаження, швидкості обертання і наявності мащення.

2.ОБЛАДНАННЯ ТА ПРИСТРОЇ

2.1.Установка ДМ28;

2.2.Головки з досліджуваними підшипниками, силовимірювальним і оливовідсмоктуючим пристроєм / ДМ28 сб1, ДМ28 сб2, ДМ28 сб3, ДМ28 сб4/;

2.3.Тахометр;

2.4.Індикатор 0,01 мм;

2.5.Вороток;

2.6.Набір ємкостей із зміщуваними матеріалами.

3.ОПИС ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

Установка ДМ28 складається з корпуса, виготовленого із алюмінієвого сплаву /силуміна/ і закріпляючого 4-ма болтами до столу. Всередині корпуса розміщений трьохфазний асинхронний електродвигун 1 /Мал.1/, за допомогою якого приводиться до обертання вал 2 зі встановленою на ньому досліджуваною головкою. Клинопасова передача складається з двох шківів 3 і 4, які мають по 3 потоки різних діаметрів і клиновидного паса 5 типу 0-710 ГОСТ 1284-68. При перестановці паса із одних потоків на інші можна отримати три різні частоти обертання вала 2 не змінюючи частоту обертання вала електродвигуна.

Вмикання електродвигуна 1 виконується за допомоги пакетного вимикача, вмонтованого на передні й стінці корпуса установки. /На мал.1 корпус установки не показаний/. Натяг і послаблення паса здійснюється поворотом плити 6, на якій закріплений електродвигун 1. Регулювання натягу паса и фіксація потрібного натягу виконується за допомоги натяжного гвинта 7 з двома гайками.

Головка з досліджуваними підшипниками закріплюється на валу 2 від осьових переміщень з допомогою кулькового фіксатора, а від провертання – призматичною шпонкою. Головка являє собою стальний циліндричний корпус 8, в середині якого обертально – рухомо встановлена перехідна

Мал.1 Установка для дослідження підшипників кочення

втулка 9. Розмір отвору у втулці 9 відповідає діаметру вихідного кінця вала. На перехідній втулці напресовано чотири досліджуваних підшипника. Зовнішні кільця двох крайніх досліджуваних підшипників 10 і 11 розміщені в корпусі головки 8, а зовнішні кільця двох середніх досліджуваних підшипників 12 і 13 розміщенні в загальній циліндричній навантажувальній втулці 14, яка встановлена з зазором в корпусі 8. Корпус 8 з обох торців закритий кришками, при чому одна з них має оглядове скло для контролю рівня оливи в підшипникових вузлах.

За допомоги навантажувального пристрою, який складається із скоби и гвинта 16, середні підшипники 12 і 13 прижимаються до перехідної втулки 9. Зусилля, створюване гвинтом 16, передається до підшипників за допомогою двох кульок і динамометричної пружини 17. Контроль навантаження ведеться по деформації пружини 17 з допомогою індикатора 18.

При навантаженні середніх підшипників 12 і 13 реактивні зусилля, які виникають в крайніх підшипниках 10 і 11, будуть створювати рівні навантаження. Виникаючий при обертанні кілець підшипників момент тертя буде захоплювати корпус 8 головки.

Закріплений, на визначеній відстані від осі обертання підшипників, маятниковий вантаж 19 буде втримувати корпус 8 у відхиленому на деякий кут положенні. Величина кута відхилення вантажу від положення рівноваги залежить від моменту тертя в підшипниках. З допомогою стрілки 20, закріпленої на підвісці вантажу, визначають по шкалі 21, проградуйованій в кгс. см, момент тертя в підшипниках.

Подача мастила до досліджуваним підшипникам 10, 11, 12 і 13 здійснюється спеціальним пристроєм, який являє собою циліндр 22 з поршнем 23, Гнучкий шланг 24 з’єднує внутрішню щільність корпуса 8 з циліндром 22. Переміщуючи поршень 23 вгору або вниз, можна виміряти рівень оливи в корпусі 8, а, отже, і ступінь заповнення підшипників оливою.

Контроль температури оливи в корпусі 8 проводиться рідинним термометром, який поміщається в спеціальний отвір. Для запобігання попадання пилу у внутрішню щільність корпуса 8 отвір під термометр закривають кришкою з різьбою.

Установка забезпечена комплектом із 4 головок з різними типами підшипників кочення.

4.РОЗРАХУНКОВІ ЗАЛЕЖНОСТІ

Опір відносному руху в підшипниках кочення обумовлено багато чисельними факторами (схема 1).

Опір тертю кочення кульок и роликів по біговим доріжкам прийнято оцінювати з допомогою моменту тертя.

, (4.1)

де R – радіальне навантаження,

k – плече тертя, при чому k=k₁+k₂+k₃+k₄, де k₁,k₂,k₃,k₄ – складові плеча тертя, які враховують опір від внутрішнього тертя /недосконалість пружних властивостей матеріалу/, пружне прослизання, молекулярна взаємодія і тертя елементів підшипника в навколишнє середовище.

Геометричне ковзання окремих контактних точок поверхонь тіл кочення виникає в слідство нерівності їх лінійних швидкостей і залежить від опису самих поверхонь.

Тертя тіл кочення об сепаратор обумовлене багатьма причинами, до яких перш за все відноситься наявність діаметрального зазору між зовнішнім і внутрішнім кільцем підшипника і погрішності в розмірах тіл кочення. Для зниження відміченого опору необхідна більш висока точність кульок і чистота їх доріжок кочення.

Тертя в мастильному матеріалі являє собою складну гідродинамічну задачу. Це тертя залежить від в’язкості мастила, швидкості відносного руху, температури, кількості тіл кочення і інших факторів. На рідкому мінеральному мастилі опір менший чим на консистентній.

Опір обертанню, обумовлений особливостями конструкції і режима роботи і виникаюче від сил інерції і гігроскопічного моменту стає помітним тільки в радіально-упорних підшипниках.

В інженерній практиці момент сил тертя підшипника відносно осі обертання визначають за формулою:

(4.2)

Де f_k – коефіцієнт тертя кочення;

D₀ – діаметр роз положення центрів тіл кочення;

d_ш - діаметр тіла кочення;

1,2 – чисельний коефіцієнт, отриманий діленням сумарного радіального навантаження на окремі тіла кочення Р_і на радіальне навантаження підшипника

(4.3)

Сумарний момент тертя виражають через умовний, приведений до посадочного діаметру d, коефіцієнт тертя - f_пр

(4.4)

Якщо прийняти при малій кількості мастила і при частоті обертання n<3000 об/хв, що тертя обумовлене тільки коченням кульок, то з формул (4.2) і (4.4) отримаєм

(4.5)

В установці ДМ28 зусилля, створюване навантажувальним гвинтом, розподіляється на два внутрішніх підшипники у вигляді радіального навантаження

(4.6)

Момент тертя в чотирьох підшипниках головки лабораторної установки буде

(4.7)

а після підстановки значення R

(4.8)

Для тіл кочення, виготовлених із загартованої сталі ШХ – 15, що перекочуються по поверхні кілець на такого ж матеріалу

.

Допустиме радіальне навантаження на підшипник при проведенні лабораторних дослідів визначають по такій залежності:

(4.9)

де С – динамометрична вантажопідйомність підшипника /визначається з таблиці/

α – показник степені, при чому для кулькових підшипників α=3, а для роликових α=3,33.

L – довговічність /номінальна/ підшипника, при чому

(4.10)

де n – частота обертання одного з кілець підшипника /визначається з допомогою тахометра/;

L_n – довговічність підшипника в годинах роботи / L_n=5000…10000 год, задається викладачем/

5.ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

5.1.Замалювати у звіті схему встановлення і занести дані по підшипникам головки в таблицю. Головку з визначеним типом підшипників виділяє викладач.

5.2.Визначають розміри тіл кочення і розміщення їх центрів ваги.

5.3.Визначають допустиме навантаження на підшипники, встановлені в досліджуваній головці, при чому довговічність підшипника прийняти по вказівці викладача в межах 5000…10000 год. Розділити допустиме навантаження на чотири складові R₁=0,25[R], R₂=0,5[R], R₃=0,75[R], R₄=[R], тут [R] визначити по формулі /4.9/ для кожної частоти обертання n₁,n₂ і n₃.

5.4.Перші досліди проводять при заповненій мастилом головці. Поршень оливовідсмоктуючого пристрою повинен знаходитись в крайньому нижньому положенні. Перед відліком експериментальних даних необхідно, щоб установка пропрацювала 5-7 хв. для розігріву мастила до температури 30…35°С.

5.5.Початковий відлік моменту тертя слід зробити після замірювання частоти обертання вала 2 /мал.1/ з допомогою тахометра. Попереднім підтисканням навантажувального гвинта до величини R₁=0,25[R], вибираємо зазор в підшипнику і визначаємо по шкалі, встановленій на корпусі установки момент тертя.

5.6.Після трьохкратного зняття показів при одній і тій самій частоті обертання вала головки, заповненої мастилом, з допомогою пристрою, що відкачує оливу видаляють оливу із головки і проводять дослід повторно.

5.7.Закінчив запис показів моменту тертя для одної частоти обертання вала установки з досліджуваною головкою, необхідно переключити установку на другу частоту обертання. З цією метою пас переставляють на другу ступінь. При перестановці паса видалити штепсельну вилку із розетки і послабити гвинти натяжного пристрою. Закінчивши перестановку паса, провести його натяг і зафіксувати в потрібному положенні.

5.8.Повторити пункти 5 і 6 для другої частоти обертання вала установки.

5.9.Побудувати графіки моменту тертя від навантаження. Якщо є точки, які різко відхиляються від загальної закономірності, то досліди повторити.

5.10. Побудувати графіки в залежності умовного коефіцієнта тертя від навантаження.

5.11.По виконуваній лабораторній роботі зробити короткі висновки.

6.КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

6.1.Які є основні складові моменту тертя в підшипниках кочення?

6.2.Від чого залежить момент тертя кочення в досліджуваних підшипниках?

6.3.Як впливає величина радіального навантаження на момент тертя в підшипниках кочення?

6.4.Як змінюється умовний коефіцієнт тертя в залежності від навантаження і частоти обертання?

6.5.Який вплив має заповнення підшипника оливою на умовний коефіцієнт тертя і момент тертя?

5. ПРОТОКОЛ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 5

ДОСЛІДЖЕННЯ ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ

5.1. МЕТА РОБОТИ: На лабораторній установці провести дослідження залежності опору обертанню в підшипниках кочення від навантаження, швидкості обертання внутрішнього кільця та наявності мастила.

5.2. Замалювати схему установки

5.3. Визначити за допомогою тахометра частоту обертання вала головки при встановленні паса на першій, другій, третій ступенях клинопасової передачі (1 ступінь в даному випадку вважається та, яка розташована ближче до опори).

5. 4. ЗАПОВНИТИ ТАБЛИЦЮ РОЗРАХУНКОВИХ ТА ДОВІДКОВИХ ДАНИХ (табл. 5.1.)

5.5. ПРОВЕСТИ ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ

та заповнити таблицю 5.2. При проведенні досліджень слід прагнути до того, щоб всі вимірювання проводились при температурі підшипникового вузла, що встановилась (на прогрітій установці).

5.6. ПОБУДУВАТИ ГРАФІКИ

для різних частот обертання вала.

РОЗРАХУНКОВІ ТА ДОВІДКОВІ ДАНІ

Таблиця 5.1.

Назва даних	Позначення	Значення
Номер підшипника, що встановлений у головці	Згідно ГОСТ
Зовнішній діаметр, мм	D
Внутрішній діаметр, мм	d
Динамічна вантажопідємність, Н	C
Довговічність роботи, год.	Lh
Допустиме радіальне навантаження	при	n1=	ω1=
n2=	ω2=
n3=	ω3=
Для дослідів
Коефіцієнт тертя кочення (орієнтовно), мм	rk	0,01
Теоретичний зведений коефіцієнт тертя	fзв=
Діаметр тіл кочення, мм	dр=0.3∙ (D-d) (1)
Діаметр розташування центрів ваги тіл кочення, мм	D0=(D+d)/2 (2)

(1) d_р=К_d(D-d), К_d= 0,25 – тіло кочення ролик….

(2) D₀=(1,7….1,8) ∙ d, конічний упорний підшипник

Навантаження на підшипники	R	0.25(R)=	0.5(R)=	0.75(R)=	(R)=
Навантаження по динамометру	Q=2R
Кількість поділок на індикаторі	m
Умови мащення	-	З мастилом	Мастилом відкачене	З мастилом	Мастилом відкачене	З мастилом	Мастилом відкачене	З мастилом	Мастилом відкачене
Момент тертя Tт, Нм (при кутовій швидк. ω рад.)	При ω1=
Ттр.ср
При ω2=
Ттр.ср
ω3=
Ттр.ср
Умовний коефіцієнт тертя К=	ω1=
ω2=
ω3=

Експериментальні дані

Дата добавления: 2015-07-16