1. Etape în alegerea rulmenţilor
1. Date iniţiale. 2. Calculul reacţiunilor. 3. Alegearea tipului de montaj şi a tipului de rulment. 4. Calculul sarcinii dinamice echivalente.
5. Calculul capacităţii dinamice minime necesare. 6. Alegerea Alegerea din catalog catalog a rulmentului rulmentului care care satisface simultan condiţiile: Ccata cata log
C şi
d rulment
d arbore .
7. Fixarea axială a rulmenţilor 8. Etanşarea şi ungerea. Etapele se parcurg pentru fiecare arbore, dar în această lucrare se vor selecta rulmenţii pentru arborel II şi arborele III .
Criterii de calculul al rulmenţilor:
calculul durabilităţii până la distrugerea
acestora prin oboseală (pitting),
calculul la încărcarea statică , care provoacă deformaţii remanente, în mecatronică şi mecanică fină, alegerea şi calculul rulmenţilor este important şi momentul de frecare.
. Date iniţiale:
- informaţii despre ansamblul în care funcţionează rulmenţii (funcţii îndeplinite, restricţii de gabarit, piese componente principale), - parametrii de calcul ca sarcinile pe reazeme (modul, sens, evoluţie în timp, rezultate din calculul arborilor), turaţia, durabilitatea ansamblului; - informaţii despre mediul de lucru (temperatură, vibraţii, agenţi chimici); - informaţii despre lubrifiere: dacă se face separat pentru rulmenţi sau se foloseşte acelaşi lubrifiant ca pentru alte elemente din ansamblu. Monatjul este în X, sarcinile fiind între reazeme. S-a notat cu 1 rulmentul din 1 şi cu 2 rulmentul din 4 (vezi diagrama de momente a arborelui II)
n 2 Fa
n1 u12
rot / min ;
n 3
n1 u12u 34
rot / min
Fa3 Fa2 rot / min şi va avea sensul notat cu I în figură. Din motive tehnologice, pentru simplificarea formei carcaselor şi reducerea timpului de
prelucrare a acestora, se recomandă rulmenţii de pe un arbore să fie aleşi identici, iar calculul să se facă pentru cel mai solicitat. Alegerea rulmenţilor identici pe arbore are în vedere posibilitatea inversării sensului de rotaţie al arborelui, în acest caz, schimbându -se direcţia forţei axiale Fa . or a rezu an
pe un reazem Fr
K d R 2H R V2
R V este reacţiunea în planul vertical din zona respectivă R H - reacţiunea în planul orizontal din zona respectivă; Kd
1, 2 - un coeficient de suprasarcină. Fr1 K d V22 H 22 Fr 2
N
K d V42 H 42 N
Fr1 tg Fai2 Fr 2 tg Fai1
Sensul forţei Fa : - sensul I Fa 2 Fai1 Fa
Fa1 Fai2 Fa ; dacă Fa1 0 se consideră Fa1 0 (rulmentul 1 nu este încărcat axial) - sensul II Fa1 Fai2 Fa Fa 2
Fai1 Fa ; dacă Fa2 0 se consideră Fa2 0 (rulmentul 2 nu este încărcat axial)
F
a1
F r1
se compară cu e 1,14
e 0,19...0,3
pentru rulmenţi axiali cu bile
pentru rulmenţi radiali+axiali cu bile
Atenţie la alegerea lui e din tabele! P1 X Fr1 Y Fa1 F a2 F r 2
se compară cu
e 0,19...0,3 Atenţie la
P2
X Fr2 Y Fa2
alegerea lui e din tabele!
Tabel. Factori pentru rulmenţi radiali cu bile, montaţi singuri sau în tandem pagina 299 din catalog SKF Joc normal e X Y 0,19 0,56 2,30
0,26
0,56
1,71
0,28 0,30 0,34
0,56 0,56 0,56
1,55 1,45 1,31
0,38 0,42 0,44
0,56 0,56 0,56
1,15 1,04 1,00
cu bile, montaţi singuri pagina 415 din catalog SKF X=0,35 Y=0,57
Pentru arborele II
numărul de cicluri sau rotaţii L II
Lh n2 60
rotatii cicluri
Având în vedere că se recomandă utilizarea aceluiaşi rulment pe ambele reazeme ale arborelui, se va calcula capacitatea dinamică de bază pentru rulmentul 1 1 / p
L C2 P2 II Lbaza
1/ p
L C1 P1 II Lbaza
Se alege rulmentul cu capacitatea dinamică de bază mai mare sau cel puţin egală cu cea calculată.
Exemplu pentru reductoare de puteri mici. Tabelul. Rulmenţi radiali cu bile Principal dimensions Basic load ratings FatigueSpeed ratings Mass Designation dynamic static load Reference Limiting speed limit speed d D B C C0 Pu
mm 32 20 37 20 42 20 72 2 20 50 22 56 22 37 25 42 2 25 47 7 25 47 7 25 52 25 52 25 62 25
7 9 8 19 14 16 7 9 8 12 9 15 17
kN 4,03 6,37 7,28 30,7 14 18,6 4,36 7,02 8,06 11,9 10,6 14,8 23,4
2,32 3,65 4,05 15 7,65 9,3 2,6 4,3 4,75 6,55 6,55 7,8 11,6
kN 0,104 0,156 0,173 0,64 0,325 0,39 0,125 0,193 0,212 0,275 0,28 0,335 0,49
r/min 45000 43000 38000 24000 30000 28000 38000 36000 32000 32000 28000 28000 24000
kg 28000 0,018 61804 26000 0,038 61904 24000 0,05 16004 * 150000,40 6404 190000,12 62/22 180000,18 63/22 240000,022 61805 220000,045 61905 200000,06 16005 * 200000,080 6005 * 180000,078 98205 180000,13 6205 * 160000,23 6305 *
preferat
Calculul momentului de frecare şi a puterii pierdute prin frecare:
şi
Valorile pentru coeficienţii de frecare se aleg tot din catalogul de rulmenţi.
Ko
1, 08 - un coeficient ce ţine seama că momentele de frecare în rulmenţi, la pornire, sunt
mai mari decât cele obţinute în regim stabilizat. Acest factor ţine seama şi de tipul ungerii, având valori mai mari pentru ungere cu unsoare.
Pentru puteri mici se recomandă rulmenţi radiali sau radiali axiali cu bile. Având în vedere poziţia roţii 4 şi a maşinii de lucru, montajul pe ar borele III este de tip O. S-au notat 1 – punctul 2 de pe diagrama arborelui III, 2 – punctul 3 de pe arborele III Se cunosc: - reacţiunile în plan vertical şi orizontal,
turaţia arborelui:
Forţa exterioară ca rezultantă a celor două forţe axiale: în reazemul 1 Fa1
Fa Fai2
în reazemul 2 Fa2
Fai1 Fa
Daxcă Fa2 0 , se consideră Fa2 0 (rulmentul 2 nu este încărcat axial)
Deci, forţa rezultantă axială va avea sensul lui .
Pentru a calcula forţele axiale, generate de soluţia constructivă a rulmenţilor, este necesar să se cunoască unghiurile
1 şi 2 . Rulmenţii radiali -axiali cu bile se execută cu 40o (sufix
o
,
o
.
,
-
un reazem este apropiată ca valoare cu forţa axială externă, s -a ales varianta ca ambii rulmenţi să aibă
A B 40o .
şi
Se calculează sarcinile axiale externe pe fiecare rulment: . Se consideră
Pentru a aplica ecuaţiile de catalog la calculul sarcinii dinamice echivalente, trebuie apreciate rapoartele:
sau pentru rulmenţi radiali-axiali cu bile
pentru rulmenţi radiali cu bile
Dacă se aleg ambii rulmenţi la fel (din motive de tehnologie a carcasei) şi ecuaţia durabilităţii se aplică pentru cea mai mare sarcină dinamică echivalentă:
Având în vedere că sarcina axială exterioară rulmenţilor este relativ mică, se pot alege şi rulmenţi radiali cu bile , care, evident, sunt mai ieftini. Se refac calculele.
4. Alegerea dimensiunilor şi seriei rulmentului astfel încât:
Ccalculat
Ccatalog ; d arbore d rulment
d arbore este diametrul arborelui rezultat din calcule. Cum alezajul rulmentului este impus în catalog, diametrul arborelui a crescut la d rulment . Acum se stabilesc forma arborilor şi a
carcasei în zona rulmen ilor a usta ele e care rulmentul le face cu arborele i cu carcasa. Tabel. Rulmenţi radiali cu bile Principal dimensions Basic load ratings FatigueSpeed ratings Mass Designation dynamic static load Reference Limiting speed limit speed d D B C C0 Pu * - SKF Explorer bearing mm 30 30 30 30
kN 47 55 55 62
9 9 13 16
7,28 11,9 13,8 20,3
4,55 7,35 8,3 11,2
kN
r/min
0,212 0,31 0,355 0,475
30000 28000 28000 24000
kg 190000,051 170000,085 170000,12 150000,20
61906 16006 * 6006 * 6206 *
preferat
Dacă este necesar, se calculează momentul de frecare pentru fiecare rulment şi puterea necesară învingerii frecării.
şi
Valorile pentru coeficienţii de frecare se aleg tot din catalogul de rulmenţi.
K o - un coeficient ce ţine seama că momentele de frecare în rulmenţi, la pornire, sunt mai mari decât cele obţinute în regim stabilizat; ţine seama şi de tipul ungerii, având valori mai mari pentru ungere cu unsoare.
Tabel. Coeficientul de frecare μ, pentru rulmenţi neetanşaţi Tipul rulmentului Rulment radial cu bile
Coeficientul de frecare, μ 0,0015
Rulment radial-axial cu bile Pe un rând 0,0020 Pe două rânduri 0,0024 Rulment radial-axial cu contact în patru puncte 0,0024
109
5. Soluţia de etanşare şi ungere, deşi a fost sugerată iniţial, acum este definitivată,
a eg n u-se p ese e necesare
şi intervalul de ungere.
orme,
mens un , to eranţe . e sta
eşte ca tatea, cant tatea
