Приклад 6.9

Підібрати підшипники для поворотної колони консольного крану, що навантажені за такою схемою.

Рис. 6.8. Розрахункова схема до прикладу 6.9.

6.9.1. Вихідні дані:

сумарне радіальне навантаження на першу (верхню) опору ; сумарне радіальне навантаження на другу (нижню) опору;

осьове навантаження F_a=4000H (до цієї величини входить повна вантажопідйомність крана, сила тяжіння колони, розкосу та механізму підйому);

діаметр цапф d=60мм;

кутова швидкість обертання колони ;

строк служби підшипників L_h=5000 годин;

робоча температура підшипникових вузлів .

6.9.2.Визначимо потрібний тип підшипників з урахуванням умов навантаження та конструктивного виконання підшипникових вузлів.

Так як має бути встановлений упорний підшипник, що сприйматиме осьове навантаження, то для обох опор можна успішно застосувати радіальні підшипники.

Так як опори будуть розміщуватись в окремих корпусах, то слід орієнтуватись на підшипники шарикові радіальні, дворядні, сферичні типу 1000 ГОСТ 5720-75. Спочатку вибираємо підшипники легкої серії №1212, що мають такі техніко-економічні показники:

d=60мм; D=110мм; B=22мм;

C=24400H; С₀=15800H; М=0,824 кг; Ц=1,15грн.

6.9.3.Обчислимо потрібну еквівалентну статичну вантажопідйомність підшипників (кутова швидкість обертання колони ).

де коефіцієнт надійності при статичному навантаженні при нормальних вимогах до легкості обертання колони приймаємоf_c=1,2 (див. рекомендації розділу 5).

Q₀ – еквівалентне статичне навантаження на підшипник, що обчислюється за такою формулою:

, де

- коефіцієнт радіального статичного навантаження.

=1,0 (див.табл.5.1).

- коефіцієнт осьового статичного навантаження (табл.5.1).

.

- сумарне радіальне навантаження .

Спочатку перевіримо можливість установки колони лише на двох сферичних підшипниках, коли осьове навантаження буде сприймати один з підшипників:

.

А потрібна статична вантажопідйомність

,

що більше табличного значення статичної вантажопідйомності

.

Отже необхідно або переходити на підшипник середньої серії, або добавити в нижній корпус упорний підшипник.

Перевіримо можливість установки дворядних шарикових сферичних підшипників середньої серії №1312 ГОСТ5720-75, що мають такі техніко-економічні показники:

d=60мм; D=130мм; B=31мм;

C=45800H; С₀=27100H; n_гр=5000об/хв; М=1,81кг;

Ц=1,75грн.

Визначимо коефіцієнт статичного осьового навантаження:

.

Тоді , а потрібна статична, вантажопідйомність

, що менше табличного значення .

Але якщо прийняти, що осьове навантаження буде сприйматись упорним підшипником, тоді потрібна статична вантажопідйомність:

,

що менше табличного значення статичної вантажопідйомності підшипників легкої серії №1212 ГОСТ 5720-75, для яких С_табл=15800H.

Обчислимо потрібну статичну вантажопідйомність упорного підшипника, якщо прийняти до уваги, що лише він сприймає осьове навантаження:

.

Потрібна статична вантажопідйомність упорного підшипника

.

Вибираємо підшипник особливо легкої серії однорядний упорний, шариковий №8100 ГОСТ 6874-75, що має такі техніко-економічні показники:

мм; ;мм;мм;

С_0табл=11300H; кг;

6.9.4. Остаточно вибираємо для поворотної колони консольного крана два радіальні шарикові сферичні підшипники №1212 ГОСТ 5720-75 та один упорний шариковий однорядний особливо легкої серії №8100 ГОСТ 6874-75, тому, що застосування двох сферичних шарикових підшипників середньої серії буде економічно не вигідно.

Ціна двох підшипників №1312 ГОСТ 5720-75 на 0,98 грн. вище, ніж двох підшипників №1212 ГОСТ 5720-75 та одного упорного підшипника №8100 ГОСТ 6874-75 разом узятих.