Veerelaagri valik ja arvutus (0)

MHE0042 MASINAELEMENDID lI TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT
4 EAP - 1-1-1- E MASINAELEMENTIDE JA PEENMEHAANIKA ÕPPETOOL 2010/2011. õ.a. KEVADSEMESTER
______________________________________________________________________
MHE0042 MASINAELEMENDID II
Kodutöö nr. 3
Variant nr.
A - 1
B - 7
Töö nimetus: Veerelaagri valik ja arvutus
Üliõpilane (matrikli nr ja nimi)
094171
Sergei Lakissov
Rühm:
MATB 42
…………………...........
Juhendaja :
.......A.Sivitski..............
.....................................
Töö esitatud:
Töö parandada:
Arvestatud:
Kodutöö nr 3. Veerelaagri valik ja arvutus
SKF radiaalkuullaagri (ingl. Deep groove ball bearings) valiku põhimõtted ja arvutusmetoodika
Ülesanne:
Valida veerelaagrid reduktori väljundvõllile (vt. Joonis 1).
Joonis 1. Reduktor ning selle vahe- ja väljundvõll .
Antud:
Võlli materjal:
teras C45E (ReH = 370 MPa, Rm = 630 MPa, -1 = 275 MPa, -1 = 165 MPa).
Võlli pöörlemissagedus n = 200 min-1, laagri tööressurss L10h = 20000 tundi. Kaldhammastega hammasratase kaldenurk β = 8 º
hambumisnurk α = 20 º.
Hammasratta jaotusläbimõõt d2 = 200 mm ,
tapi läbimõõt dt = 45 mm,
m = 250 Nm ,
l = 140 mm

• Ringjõud Ft :
  
• Radiaaljõud Fr : - sirghammastega silindriliste hammasrataste korral , kus α on hammasratta hambumisnurk (α = 20 º).
  

- kaldhammastega hammasratta korral , kus β on hamba kaldenurk mis võib varieeruda vahemikus 8 β 45 º.

• Telgjõud Fa tekib ainult kaldhammastega hammasrataste korral: ,
  

kus β on hamba kaldenurk mis võib varieeruda vahemikus 8 β 45 º.
Leida:

Leida radiaaljõud Fr, telgjõud Fa, ringjõud Ft ja taandatud paindemoment M.

Kontrollida kas lähteandmetes pakutud võlli läbimõõt on minimaalne lubatav võlli läbimõõt. Valida sobiv võlli läbimõõt.

Summaarsed koormused laagritele radiaalsuunas RA ja RB.

Pakkuda võimalikud laagrite tüübid.

Valida sobiv laager SKF katakoogist. Kirjutada lahti, mida tähendavad valitud SKF laagri tähistuse numbrid ja tähed.

Teostada analüütiline veerelaagri valik ja võrrelda saadud tulemus SKF arvutusprogrammi tulemusega.
Lahendus:

Leida radiaaljõud Fr, telgjõud Fa, ringjõud Ft ja taandatud paindemoment M.

• Ringjõud Ft : Ft = m · 2 / d2 = 250 · 2 / 0.200 = 2500 N
  

• Radiaaljõud Fr : kaldhammastega hammasratta korral
  

Fr = Ft · tanα / cosβ = 2500 · tan20º / cos8 º = 919 N, kus β on hamba kaldenurk 8º.

• Telgjõud Fa: Fa = Ft · tanβ = 2500 · tan8º = 351 N
  

• Taandatud paindemoment M: M = Fa · d2 / 2 = 351 · 0.200 / 2 = 35 Nm
  

Kontrollida kas lähteandmetes pakutud võlli läbimõõt on minimaalne lubatav võlli läbimõõt. Valida sobiv võlli läbimõõt.

• Võlli minimaalne läbimõõt:
  

Dmin ≥ (16 · m / (π · [τ])) 1/3= (16 · 250 / (3,14 · 165 · 106))1/3 = 0.020 m.
Dmin peab olema vahemikus 20...50 mm, tapi läbimõõt dt = 45 mm, rummuga ühendatava võlliosa läbimõõt dr = 60 mm. Seega meie saadud Dmin = 20 mm peaks sobima, pluss sellele teeme paksendusi tapi ja rummu kohtades.

Summaarsed koormused laagritele radiaalsuunas RA ja RB.
RBy = 635 N
RAy = 284 N
RBx = 1250 N
RAx = 1250 N
RA = 1282 N
RB = 1402 N

Võimalikud laagrite tüübid:
Kuna laagrile mõjub nii radiaal - kui ka telgjõud, siis saab kasutada kas radiaaltugilaagreid või üherealisi radiaalkuullaagreid.
Laager valitakse maksimaalse koormuse kaudu ehk radiaaljõud Fr = 919 N , telgjõud Fa = 351 N. Laagri sisevõru läbimõõt d = dt = 45 mm.
Valin radiaal-kuullaagri. Sobivad laagrid 61809 ... 6409. Sobivad laagrid valin SKF kataloogist.

Valida sobiv laager SKF katakoogist. Kirjutada lahti, mida tähendavad valitud SKF laagri tähistuse numbrid ja tähed.
Valin laagri 61809.
Arvutan valitud laagri ekvivalentjõu:
P=1.07 kN.
Seejärel arvutan tööressursi. Sellest vajan esiteks viskoossust , mille valin järgmisest tabelist, kasutades dm = 51.5 mm ja n = 200:
v1 = 70 mm2/s
L10h = 19 800 tundi, mis on nõutavast 20 000 tunnist vähem.
Siis valin laagri 61909.
Arvutamiseks kasutan samasugust metodoloogiat.
P = 1.16 kN
dm = 58 mm
v1 = 64 mm2/s
L10h = 146 500 tundi, mis vastab nõuetele.
Antud reduktoris saab kasutada üherealist radiaalkuullaagrid 61909.
Laagri mõõtmed: sisevõru läbimõõt d = 45 mm, välisvõru läbimõõt D = 68 mm, laius B = 12 mm.
6.Analüütiline veerelaagri valik
Tegemist on radiaalkuullaagrida, seega arvutatakse ekvivalentjõud valemitega:
Laagri staatiline kandevõime C0 = 10800 N. Mõjuv telgkoormus Fa = 351 N
Siis Fa / C0 = 351/10800 = 0.033 , seega e = 0.24 X = 0.56 ning Y = 1.8
Kuna Fa / Fr = 351 / 919 = 0.382 > e,
Siis ekvivalentjõud P = X · Fr + Y · Fa
P = 0.56 · 919 + 1.8 · 351 = 1147 N
Tööresurssi leiame valemiga:
C = 14 000 N
p = 3
n = 200
Lh10 = 151 535 tundi
Erinevus SKF kalkulaatorist on 3.4%
9
___________________________________________________________________
Harjutustunnid : Assistent , td. Alina Sivitski, tuba AV-416; [email protected]