Разработка методики расчета концентрации продуктов износа подшипников качения

Development of a methodology for calculating the concentration of rolling bearing wear products
Цитировать:
Жураева Г.Ш. Разработка методики расчета концентрации продуктов износа подшипников качения // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 5 (62). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/7361 (дата обращения: 29.10.2020).
Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрены наибольший износ по дуге контакта шарика с кольцом подшипника наблюдается на поверхности, где происходит большее проскальзывание, т.е. на гране желоба колец.

ABSTRACT

This article discusses the greatest wear in the arc of contact of the ball with the bearing ring is observed on the surface, where there is more slippage, i.e. on the verge of the gutter rings.

 

Ключевые слова: подшипника, трения, агрегат

Keywords: bearing, friction, unit

 

В связи с вращением внутреннего (наружного) кольца и свободным движением шарика по желобу колец они изнашиваются по поверхностям качения равномерно. При отсутствии перекоса колец из-за наличия радиального зазора между наружным кольцом и шариком не возникает радиальная сила и изнашивается только часть поверхностей трения наружного кольца, причем наибольший износ по периметру наружного кольца наблюдается на поверхности кольца, где расположены наиболее нагруженные шарики подшипника. По мере сокращения нагрузки на шарик величина износа уменьшается за счет снижения деформационной составляющей износа.

При наличии перекоса колец между шариком и наружным кольцом возникают осевые силы, прижимающие шарик на боковые поверхности желобов внутреннего и наружного колец. Причем величина этой силы имеет наибольшее значение на плоскости действия радиальной силы, поэтому наружное кольцо больше изнашивается в этих точках.

Наибольший износ по дуге контакта шарика с кольцом подшипника наблюдается на поверхности, где происходит большее проскальзывание, т.е. на гране желоба колец. Для упрощения расчета объема износа развертываем дуги контакта шарика с кольцом на прямую линию (рис 1.).      

Определяем объем продуктов износа элементов подшипника. Внутреннего кольца: первого подшипника

,

второго подшипника

,

n - подшипника,

.

170

Рисунок 1. Развертка дуги желоба шарикоподшипника для построения эпюры износа дорожки качения

 

Обычно в агрегатах силовых передач мобильных машин устанавливаются подшипники с одинаковым ресурсом. Данное положение подтверждается аналитическим выражением для расчета скорости изнашивания внутреннего кольца, т. к. скорость изнашивания кольца пропорциональна нагрузке. Тогда

.

Сумма объемов износа всех внутренних колец подшипников

Сумму геометрических параметров внутреннего кольца подшипника обозначим

Тогда

,

Где  dminв, dmaxв – минимальный и максимальный диаметры внутреннего кольца по желобу.

Наружного кольца: первого подшипника

,

второго подшипника

,

n - подшипника

.

Из-за равности ресурса подшипника в агрегате

,

обозначив

получим:

,

где dminнdmaxн – минимальный и максимальный диаметры наружного кольца по желобу.

Шарика: первого подшипника

,

второго подшипника

,

n - подшипника

.

С учетом равности ресурса подшипников в агрегате

Uш=Uш1=Uш2=···=Uшn.

Тогда сумма объемов износа всех шариков

,

где nш1, nш2, ···, nшn – количество шариков в каждом подшипнике.

Обозначим:

.

Сумма объемов износа всех шариков будет

.

Общий объем продуктов износа всех подшипников, находящихся в агрегате:

.

Определяем коэффициент износостойкости элементов подшипника относительно износу внутреннего кольца:

для наружного кольца

,

для шариков

.

Тогда общий объем продуктов износа всех подшипников по эпюре с учетом коэффициента относительной износостойкости

.

Ресурс подшипников качения оценивается величиной радиального зазора. Его изменение за время t будет

Предельно допустимый объем продуктов износа всех подшипников за один срок замены масла с учетом изменения радиального зазора подшипников за тот же период,

,

где [Sсм] – предельное изменение радиального зазора за один срок замены масла

,

здесь   Sпред – предельный радиальный зазор на выбраковку подшипника; Nсм  -количество замены масла за один межремонтный ресурс агрегата.

Предельная концентрация продуктов износа всех подшипников качения с учетом доли от общего объема износа всех деталей

,

где G – заправочная масса агрегата маслом.

Расчет потребности на запасные части ДКП состоящих из зубчатых колес, роликовых и шариковых подшипников качение и шлицевых соединений произведен для 100 шт. хлопководческих тракторов, результаты расчетов приведен в таблице 1. При определении срока замены масла в агрегате принимались Тсм =1000 часов, годовая выработка трактора составила Тв,=2200 часов.

Таблица 1

№ п/п

Наименование детали

Предельный износ

детали, мм

Наибольший

износ детали за один срок замены масла, мм

Потребное количество запасных частей

1

Ведущая шестерня

1,18

0,103

19,2

2

Промежуточная шестерня

1,18

0,112

20,9

3

Ведомая шестерня

1,18

0,101

18,8

4

Роликовый подшипник №12218

0,37

0,039

23,2

5

Роликовый подшипник №12609

0,37

0,050

29,7

6

Роликовый подшипник №2313

0,37

0,050

29,8

7

Шариковый подшипник №216

0,37

0,047

27,9

8

Шариковый подшипник №315

0,46

0,056

26,8

9

Ведущий вал (по износу шлиц)

2,06

0,252

26,9

10

Ведущая шестерня (по износу шлиц)

2,06

0,235

25,1

11

Ведомый вал (по износу шлиц)

1,95

0,211

23,8

12

Ведомая шестерня (по износу шлиц)

1,95

0,204

23,0

 

Список литературы:

1.Барский И.Б. Конструирование и расчет тракторов. – М.: Машиностроение, 1980. – 335 с.
2.Величкин И.П. Ускоренные испытания в общей системе испытаний машин на надежность. // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1999. – №2. – С.27-31.
3. Иргашев А. И. Повышение износостойкости зубчатых передач –Т.: ТашГТУ, 2015 – 175 с.
4.Иргашев А.И. Износостойкости зубчатых передач –Т.: ТашГТУ, 2013 –165 с.
5.Икрамов У.А., Иргашев А., Махкамов К.Х. Расчетная модель для оценки износостойкости зубчатых передач по концентрациям продуктов износа в масле. // Трение и износ. – 2003. – Том 24, – №6. – С.620-625. 

 

Информация об авторах

доцент Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Узбекистан г. Ташкент

Associate Professor of Tashkent State Technical University of Islam Karimov, Uzbekistan Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top