Радиальные нагрузки Fr на подшипники равны радиальным реакциям RA, RB (см. расчет вала на прочность). При установке вала в шариковых радиальных подшипниках осевая сила Fa, нагружающая подшипник, равна внешней осевой силе F A, действующей на вал:
; (3.19)
где Р - давление в аппарате; G - вес вала и мешалки; dрас - расчётный диаметр вала в уплотнении, установленном на крышке аппарата (d 6); dрас = d +5 мм.
При размещении вала в радиально-упорных подшипниках осевые силы Fa, нагружающие подшипники, находят с учётом осевых составляющих S от действия радиальных сил Fr: для шарикоподшипников S = e Fr; где Fr - реакция наиболее нагруженной опоры (RA или RВ); е - коэффициент осевого нагружения подшипника.
Последовательность расчёта.
1. Для выбранного подшипника выписывают значения динамической С и статической грузоподъёмности С 0.
2. По отношению F А/ С 0, выписывают значения коэффициента осевого нагружения е.
3. Определяют осевые составляющие.
4. Определяют осевую результирующую нагрузку на подшипники в соответствии с условиями нагружения:
| Условия нагружения
| Осевые нагрузки
|
| S 1 ³ S 2 ; FA ³ 0
S 1 < S 2 ; FA ³ S 2 - S 1
| Fa 1= S 1
Fa 2 = Fa 1+ FA
|
| S 1 < S 2 ; FA < S 2 - S 1
| Fa 2 = S 2 - FA
Fa 1= Fa 2- FA
|
5.
| Аппарат вертикальный
с лопастной мешалкой
|
Сравнивают отношение
FA /(
V× Fr) с коэффициентом
е и принимают значения коэффициентов
x и
у.
6. Вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку:
(3.20)
где V - коэффициент вращения; V = l при вращении внутреннего кольца подшипника; коэффициент безопасности kб =1,1 - 1,5, значение температурного коэффициента kТ принимают в зависимости от рабочей температуры подшипника: kТ = 1 (при t £ 100°С); kТ = 1.05 (при t = 100 - 125°С).
При установке вала в двух подшипниках качения эквивалентную нагрузку РЕ рассчитывают для обеих опор и определяют наиболее нагруженную, для которой и рассчитывают динамическую грузоподъёмность.
7. Определяют грузоподъёмность Ср и сравнивают её с табличным значением:
; (3.21)
где Lh срок службы (ресурс) узла; Lh = 10 • 103 ¸ 20 • 103 ч; п - число оборотов вала в минуту; РЕ - эквивалентная динамическая нагрузка; m =3 (для шарикоподшипников).
Если Cp < С, то подшипник пригоден. Если данное условие не выполняется, необходимо применить подшипник другой серии (с большей грузоподъемностью).
По таблице 49[1] С=50.3 кН, Сr=31.5 кН
.
По таблице 50[1] определяем e =0,28
S1 = e∙Fr1=e∙RA=0,28∙500.46=149,13 H
S2 = e∙Fr2=e∙RB=0,28∙535.59=150 H
Fa2 = Fa1+ FA=149,13+3039,18=3188.31 Н
По таблице 50[1] с учетом FA /(V× Fr)>e выбираем х=0.56, у=1.55
;
;
Подшипник пригоден.
| Аппарат вертикальный
с лопастной мешалкой
|
Список литературы
1. Расчет и конструирование химических аппаратов с мешалками: учебное пособие / Э.Н.Островская, Т.В. Полякова; КГТУ. Казань, 2006.
