«Метрология, стандартизация и сертификация» (стр. 2 из 6)
З.пр. = Nmax.р. + Nmax.т.
Подставив значения в формулы, получим запас неподвижности и запас прочности: З.нп. = 47 мкм, З.пр. = 12 мкм. Полученные значения удовлетворяют условию: З.нп. ≈ (2…4)∙ З.пр. , т.е. 47 ≈ 3,9∙12 = 46,8
Используя результаты расчета заполним таблицу и построим схему.
Рисунок 1.2 – Схема расположения полей допуска соединения с натягом
Таблица 1.2 – Результаты выбора универсальных средств измерения
| Условное обозначение отверстия вала | Величина допуска, мкм | Допускаемая погрешность | Универсальные средства измерения | |
| Предел допускаемой погрешности | Наименование и основные метрологические показатели | |||
| 130Н6 130v8 | 25 63 | 7 16 | 3 5 | Нутромер мод. 154 ГОСТ 9696-82 с головкой 1МИГ диапазоном измерения 0…2мм. Микрометр гладкий МК 150 ГОСТ 577 – 68 с диапазоном измерения125-150мм. |
Рисунок 1.3 – Гладкое цилиндрическое соединение:
а – в сборе; б – корпус; в – вал-втулка
2. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПОСАДОК ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ НА ВАЛ И В КОРПУС
Исходные данные для расчета и выбора посадок подшипников качения на вал и в корпус представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Исходные данные для расчета и выбора посадок подшипников качения.
| Обозначение подшипника | Радиальная нагрузка F, H | Нагружение | Перегрузка подшипника, % | Особенности конструкции вала или корпуса | |
| внутреннего кольца | наружного кольца | ||||
| 301 | 1500 | циркуляционное | местное | 150 | вал сплошной, корпус неразъемный |
Определили основные размеры подшипника по ГОСТ 8338–75:
d = 12 мм – диаметр внутреннего кольца; D = 37 мм – диаметр наружного кольца; В = 12 мм – ширина колец; r = 1,5 – радиус фаски. Класс точности подшипника – 5.
Выбрали посадку циркуляционно нагруженного кольца из условия интенсивности радиальной нагрузки по формуле
F
PF = K1∙K2∙K3 ,B – 2r
где PF – интенсивность радиальной нагрузки, Н/мм; K1 – динамический коэффициент; K2 – коэффициент, учитывающий ослабление посадочного натяга при полом вале и тонкостенном корпусе; K3 – коэффициент неравномерности радиальной нагрузки.
Для заданных условий нагружения подшипникового узла выбираем коэффициенты: K1 = 1 – при перегрузке 150%, K2 = 1 – при сплошном вале и неразъемленном корпусе; K3 = 1 – при однорядном подшипнике.
Подставив исходные данные в формулу, получим
1500
PF = 1∙1∙1 = 166,6 Н/мм.12 – 2∙1,5
Используя полученное значение PF , выбираем поле допуска вала jS6, т.е. посадку внутреннего кольца подшипника и вала LO/ jS6.
Для построения схемы расположения полей допусков посадки внутреннего кольца и вала нашли отклонения внутреннего кольца подшипника класс точности РО или О по среднему диаметру dm : ES = 0; EJ = -7 мкм.
мкм8
es = 5,5
4
ES = 0
0
js6
4 L0
ei = –5,5
8
EI = –7
Рисунок 2.1 – Схема расположения полей допусков внутреннего кольца подшипника и вала.
Вычислили предельные размеры: наибольший и наименьший средние диаметры внутреннего кольца
dm max = dm + es = 12 + 0 = 12 мм;
dm min = dm + ei = 12 + (- 0,007) = 11,993 мм;
наибольший и наименьший диаметры вала
dmax = d + es = 12 + 0,0055 = 12,0055 мм;
dmin = d + ei = 12 + (- 0,0055) = 11,9945 мм;
Натяги (зазоры) определили по формулам:
Nmax = dmax – dm min = 12,0055 – 11,993 = 0,0125 мм;
Nmin = dmin – dm max = 11,9945 -12 = -0,0055 мм,
т.е. вместо наименьшего натяга получился зазор.
Для гарантирования неподвижности соединения необходимо, чтобы наименьший табличный натяг циркуляционно нагруженного кольца Nmin.т был больше или равен наименьшему расчетному натягу Nmin.р.
Nmin.т ≥ Nmin.р.
Наименьший расчетный натяг определили по формуле
13R Kк
Nmin.р. = мкм,103 (B – 2r)
где Кк – конструктивный коэффициент, определяемый при циркуляционном нагружении:
внутреннего кольца по формуле
1
Кк = ;1 – (d / d0)2
наружного кольца по формуле
1
Кк = ,1 – (D0 / D)2
где d0 и D0 – приведенные диаметры (в мм):
D – d
d0 = d + ;4
D – d
D0 = D – .4
Подставив исходные данные в формулы, определим:
приведенный диаметр
d0 = 18,25мм;
конструктивный коэффициент
1
Кк = = 1,76,1 – (12/ 18,25)2
после чего рассчитали наименьший натяг, гарантирующий неподвижность соединения
13 ∙ 1500 ∙ 1,76
Nmin.р. = = 3,813 мкм.103 (12 – 2 ∙ 1,5)
В ранее выбранной посадке 12 LO/jS6. Nmin = - 0,0055 мм, т.е. не соблюдается условие Nmin.т ≥ Nmin.р. , поэтому необходимо назначить другую посадку. 
Выбираем посадку 12 LO/m6, для которой Nmin.т = 7 мкм, аNmax.т = 28мкм.
Построили схему расположения полей допусков для посадки12 LO/m6 и определили основные ее параметры (рис. 2.2 а).
Основное отклонение вала 12 LO/m6 нижнее ei = + 7 мкм, второе отклонение верхнее es = ei + JT6 = 7 + 11 = 18 мкм.Наибольший и наименьший диаметры вала:
dmax = d + es = 12 + 0,018 = 12,018 мм;
dmin = d + ei = 12 + 0,007 = 12,007 мм;
Наибольший, наименьший и средний натяги находим по формулам:
Nmax = dmax – dm min = 12,018 – 11,993 = 0,025 мм;
Nmin = dmin – dm max = 12,007 – 12 = 0,007 мм;
Nmax + Nmin 0,025 + 0,007
Nm = = = 0,016 мм.2 2
Проверили наличие зазора между телами качения и дорожками колец после осуществления посадки Sn, (в мкм) при циркуляционном нагружении:
внутреннего кольца по формуле
Sn = Gr – δ’d;
наружного кольца по формуле
Sn = Gr – δ’D,
где Gr – зазор в состоянии поставки определяется по формуле
Gr max + Gr min
Gr = ,2
где Gr max и Gr min – наибольший и наименьший зазоры, зависящие от группы зазоров (ГОСТ 24810-81), δ’d и δ’D – наиболее вероятностные деформации внутреннего и наружного колец при посадке определяются по формулам:
δ’d = Nb ∙ d/d0;
δ’D = Nb ∙ D0/D,
где Nb – вероятностный натяг принимаем
Nb = 0,85 Nm.
Если в результате расчетов полученная величина Sn > 0, то выбранная посадка при данной группе зазоров подшипника гарантирует наличие зазора после посадки, если Sn < 0, то следует выбрать подшипник из группы с большими зазорами.
Определяем вероятностный натяг при посадке внутреннего кольца на вал:
Nb = 0,85 ∙ 0,016 = 0,0136 мм .
Вычислили вероятностную деформацию внутреннего кольца:
δ’d = 0,0136 ∙ 12/18,25 = 0,0089мм = 8,9 мкм.
Следовательно, чтобы не произошло заклинивая шариков при посадке подшипника, средний (нормальный) радиальный зазор подшипника в состоянии поставки Gr должен быть больше 11 мкм. Gr min = 11 мкм;
Gr max = 25 мкм.
25 + 11
Gr = = 18 мкм.2
Тогда зазор между телами качения и дорожками колец после посадки (посадочный зазор) будет равен:
Sn = 18 – 8,9 = 9,1 мкм.
Проверили возможность разрушения (разрыва) циркуляционно нагруженного кольца при посадке:
внутреннего кольца по формуле
11,4 ∙ [σР] ∙ Кк ∙ d
Nдоп = ;(2Кк – 2) ∙ 103
наружного кольца по формуле
11,4 ∙ [σР] ∙ Кк ∙ D
Nдоп = ;(2Кк – 2) ∙ 103
где Nдоп – допускаемый натяг, не вызывающий разрушения колец, мкм;
[σР] = 40 Н/мм2 – допускаемые напряжения при растяжении подшипниковых сталей; Кк – конструктивный коэффициент.
Для проверки в рассматриваемом варианте прочности на разрыв внутреннего кольца подставили исходные данные в формулу:
11,4 ∙ [400] ∙ 1,76 ∙ 12
Nдоп = = 63,38 мкм.