Сферические роликоподшипники FAG для вибрационных нагрузок (Часть 2)

Каталог подшипников на сайте "Все о подшипниках"

Сферические роликоподшипники FAG для вибрационных нагрузок (Часть 2)Расчет и выбор подшипников

Подшипники для вибрационных машин, как правило, рассчитываются для номинальной долговечности Lh от 10 000 до 20 000 часов. Уравнение для расчeта: Lh= (C/P)p• 106/(n • 60) [ч]

C – динамическая грузоподъeмность[кН], P – эквивалентная динамическая на грузка [кН], p = 3,33 – показатель степени для расчета долговечности роликоподшипников, n – частота вращения [мин-1]

При вычислении эквивалентной динамической нагрузки подшипника P влияние недостаточно точноопределимых параметров учитывается посредством домножения радиальной нагрузки Fr на коэффициент запаса fz= 1,2. Практика показывает, что с использованием данной методики достигается достаточный срок службы подшипника. Для более точных результатов вычисляют скорректированную (модифицированную) долговечность согласно DIN ISO 281. Требуемая для расчeта грузоподъeмность по усталостной прочности Cμ приводится в таблицах-спецификациях.

1 Вибровозбудитель с круговыми колебаниями

Нагрузка на подшипник определяется центробежной силой короба виброгрохота, радиусом вибраций и скоростью вращения в соответствии с формулой:

 

 

Fr – радиальная нагрузка [кН], m – масса короба [кг], r – радиус вибрации [м], ω – угловая скорость [1/с], G – вес короба [кН], g – ускорение свободного падения[9,81 м/с2], n – частота вращения [мин-1], z – количество подшипников

Радиус вибрации вибровозбудителя с круговыми колебаниями можно определить из соотношения веса короба и веса вибровозбудителя. Так как вибровозбудители работают, как правило, в сверхкритическом режиме, и почти достигается статическая амплитуда вибраций, можно считать неизменной общую ось центра тяжести обеих масс(короба виброгрохота и вибровозбудителя).Базируясь на этой предпосылке, справедливо равенство: G*r=G1(R-r). Откуда радиус вибраций

 

 

где G – вес короба виброгрохота[кН], G1– вес вибровозбудителя [кН], R – расстояние между центром тяжести вибровозбудителя и осью подшипника [м], r – радиус вибраций коробавиброгрохота [м] , G1• R – момент дисбаланса вибровозбудителя [кН•м], G + G1– общий вес, поддерживаемый пружинами [кН] 

Подставляя уравнение (2) в (1),путeм преобразований получаем радиальную нагрузку на подшипник:

 

 

2 Вибровозбудитель с линейными колебаниями

Основой работой вибровозбудителя с линейными колебаниями являются две синхронно вращающиеся в противоположном направлении вибросистемы. Для определения сил, вращающиеся векторы центробежных сил раскладываются в проекции на оси в направлении линии, связывающей оба вала, и в направлении, перпендикулярном этой линии. Очевидно, что компоненты, проецируемые на линию, связывающую оба вала, взаимно сокращаются, при этом компоненты  в перпендикулярном направлении складываются и генерируют гармонически меняющуюся силу инерции, сообщающую коробу виброгрохота линейные колебания. В силу того что так называемая статическая амплитуда устанавливается из-за сверхкритических режимов в направлении вибраций и общая ось центра тяжести короба виброгрохота и вибровозбудителей в ходе колебания остаeтся неизменной, нагрузки, действующие на подшипник, вычисляются следующим образом. В направлении вибрации:

Перпендикулярно к колебательному движению действует несколько большая нагрузка, вычисляемая по формуле:

 

 

В отличие от вибровозбудителей с круговыми вибрациями, где нагрузка на подшипник всегда остается неизменно высокой, в вибровозбудителях с линейными колебаними нагрузка дважды меняет свою величину от Fr max до Fr min в течение одного оборота вала с дисбалансом. Если сравнить равенство (4) и равенство (1), то становится очевидно, что минимальная нагрузка на подшипник вибровозбудителя с линейными колебаниямиравна минимальной нагрузке на подшипник аналогичного вибровозбудителя с круговыми колебаниями. Для вибровозбудителя величина нагрузки синусоидального характера, действующая на подшипник, определяется по формуле

 

В то время как в вибровозбудителе с круговыми колебаниями для определения нагрузки на подшипник достаточно знать вес короба виброгрохота G, радиус колебаний r и частоту вращения n, в случае с вибровозбудителем с линейными колебаниями этих данных будет достаточно только для определения минимальной действующей нагрузки. Для более точных расчетов необходимо знать дополнительно или вес вибровозбудителя G 1, или расстояние R между центрами тяжести вибровозбудителя и соответствующих осей подшипника. Тогда для определения неизвестной величины возможно использование следующей формулы: G*r=G1(R-r)

3 Эксцентриковый виброгрохот

В отличие от вибровозбудителя на пружинах, при использовании вибромашин с вибровозбудителем c жестким креплением радиус вибраций определяется эксцентриситетом вала. Как и в случае с вибровозбудителем с круговыми колебаниями, нагрузка на подшипники вычисляется:

 

 

где r – это эксцентриковый радиус коленвала и z – число внутренних подшипников.

Влиянием опорных пружин на нагрузку внутренних подшипников можно пренебречь. На внешние подшипники эксцентрикового виброгрохота действует небольшая нагрузка, т.к. центробежная сила, действующая на короб виброгрохота, на холостом ходу компенсируется противовесами (G2). Нагрузка на эти подшипники непостоянна; она изменяется по синусоиде из-за опорных пружин. В процессе работы баланс масс в машине нарушается из-за наличия просеиваемых материалов, из-за чего внешние подшипники несут дополнительную нагрузку. В любом случае эта дополнительная нагрузка крайне мала. При выборе подшипников ориентируются на диаметр вала. При этом находятся подшипники,  грузоподъeмность которых настолько велика, что рассчитывать долговечность уже не требуется. Так как эти подшипники не участвуют в колебательных движениях, достаточно применения сферических роликоподшипников стандартного исполнения.


Похожие статьи
Если Вы читаете статью "Сферические роликоподшипники FAG для вибрационных нагрузок (Часть 2)", то Вас могут заинтересовать другие статьи, такие как- « », « » , кроме того, Вы всегда можете подписаться на нашу ленту новостей

Комментарии закрыты.