Определение предельных функциональных зазоров

2.1.1. Определяем наименьшую толщину масляного слоя, необходимую для обеспечения жидкостного трения в подшипнике скольжения:

h_min = k_O ∙ (R_zd +R_zD); (2.1)

где k_O = 2,0 – коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя;

h_min = 2∙ (3,2 + 4,0) ≈ 14мкм.

2.1.2. Угловую скорость вращения вала определяем по формуле

; (2.2)

ω = (3,14∙600)/30 = 63 мин ^–1.

2.1.3. Конструктивные коэффициенты, учитывающие соотношение геометрических параметров соединения l / d, выбираем по таблице 2.2.

Таблица 2.2

Коэффициенты к и m, по Поздову И.Н.

l / d	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2
к	0,255	0,355	0,452	0,539	0,623	0,690	0,760	0,723	0,880
m	0,356	0,472	0,568	0,634	0,698	0,705	0,760	0,823	0,880

При l= 180∙10^-3м и d_n= 150∙10^-3м, l / d= 180/150 = 1,2.

По таблице 2.2: к = 0,88; m = 0,88.

2.1.4. Среднее давление, приходящееся на поверхность цапфы, определяем по формуле

р = 60000/ (0,18∙0,15) = 2,2∙10⁶ Па.

2.1.5 Вязкость масла определяем при наибольшей реальной рабочей температуре, так как с увеличением температуры вязкость масла уменьшается, при этом несущая способность снижается и наибольший функциональный зазор в посадке уменьшается.

Рабочую температуру и динамическую вязкость масла И-Л-А-32 ГОСТ 17479.4 – 87 (старое обозначение И – 20 ГОСТ 20799 – 75) определяем по таблице 2.3: t= 50^°, μ₅₀= 0,016 Па∙с.

Таблица 2.3

Динамическая вязкость масел μ, Па∙с

Масло*	ГОСТ	Температура, °С
			50**					100***
Индустриальное: И-Л-А-22 И-Л-А-32 И-Л-А-46 И-Л-А-68 И-Л-А-100	17479.4–87	0,157 0,248 0,585 1,070 2,060	0,044 0,064 0,126 0,207 0,298	0,018 0,024 0,044 0,061 0,079	0,011 0,016 0,027 0,038 0,044	0,008 0,011 0,018 0,024 0,032	0,006 0,008 0,014 0,017 0,021	0,005 0,006 0,009 0,012 0,014	0,004 0,005 0,008 0,009 0,011	0,003 0,004 0,005 0,007 0,008
Турбинное: Тп-22 Тп-30 Тп-46	9972–74	0,415 0,776 1,575	0,085 0,145 0,270	0,032 0,043 0,075	0,019 0,027 0,047	0,013 0,018 0,030	0,009 0,013 0,020	0,007 0,009 0,014	0,005 0,007 0,010	0,004 0,005 0,008
Моторное: М-8-В1 М-10-В1 М-12-Г1 М-16-В2	17479.1–85	– – – –	– – – –	– – – –	– – – –	– – – –	0,018 0,026 0,031 0,060	0,012 0,018 0,021 0,037	0,009 0,013 0,014 0,023	0,007 0,009 0,011 0,015

^*Цифрой в данных обозначениях указан класс вязкости масла.

^**Нормированная рабочая температура индустриального и турбинного масла.

^***Нормированная рабочая температура моторного масла.

2.1.6. определяем наибольший и наименьший функциональные зазоры, при которых обеспечивается жидкостное трение в соединении:

; (2.4)

S_Fmax = 293∙10^-6 м = 293мкм;

S_Fmin = 31∙10^-6 v = 31 мкм.

В ряде случаев при значениях S_Fmax > 500 мкм происходит увеличение биения вала о втулку, что приводит к значительным пластическим деформациям поверхности трения и поломке сборочной единицы. Рекомендуется ограничивать S_Fmax : не более 500 мкм.

Определение конструктивных зазоров

2.2.1. Конструктивный допуск посадки определяем по формуле

; (2.5)

где Т_F – функциональный допуск посадки; К_ЗТ – коэффициент запаса точности,

К_ЗТ = 1,5– 11 (оптимально К_ЗТ = 3–5).

Функциональный допуск посадки

Т_F = S_Fmax – S_Fmin; (2.6)

Т_F = 293 –31 =262 мкм.

Согласно формуле (2.5),

. (2.7)

Таким образом, чем больше К_ЗТ, тем точнее будут изготовлены детали, тем больше их долговечность, но тем дороже обходится их обработка.

Пример К_ЗТ = 3.

Тогда по формуле (2.5) получим:

Т_К = 262 / 3 =87 мкм.

2.2.2. Определяем предельные конструктивные зазоры.

Наименьший конструктивный зазор

S_Kmin = S_Fmin – 2∙η∙( R_ZD + R_Zd), (2.8)

где η = 0,6– 0,7 – коэффициент смятия шероховатости поверхности в процессе приработки;

S_Kmin = 31 – 2∙0,7∙(4,0 + 3,2) = 21 мкм.

Наибольший конструктивный зазор

S_Kmax = S_Kmin+ Т_К ; (2.9)

S_Kmax = 21 + 87 = 108 мкм.

Выбор посадки

Условие выбора:

S_Cmin ≥ S_Kmin; (2.10)

S_Cmax → S_Kmax, (2.11)

где S_Cmax и S_Cmin –наибольший и наименьший стандартные зазоры в посадке.

Система посадки задана в таблице 2.1 – система отверстия сН.

Исходя из рисунка 2.1 выбираем основное отклонение для системы отверстия │es │ ≥ S_Kmin, для системы вала EI ≥ S_Kmin.

По таблице 4 приложения 1 (в системе вала – по таблице 5 приложения 1) для диапазона основных отклонений от a до h при диаметре d_n = 150 мм имеем:

│–43│≥21, где es = – 43 мкм – буквенное обозначение «f», следовательно,

S_Cmin = 43 мкм.

Далее определяем допуски на изготовление деталей по зависимости

S_Kmax – S_Cmin → IT_D + IT_d; (2.12)

108 – 43 = 65 мкм → IT_D + IT_d.

По таблице 3 приложения 1 для d_n = 150 мм находим сумму допусков (равных или отличающихся на один квалитет) отверстия и вала. При этом на поверхность детали, технологически более сложную в обработке(обычно – отверстие), назначаем больший допуск (квалитет).

В нашем случае IT_D7 = 40 мкм, IT_d6 = 25 мкм, 40 + 25 = 65 мкм.

Получаем посадку Ø150 .

2.4. Построение схемы расположения полей допусков

Строим схему расположения полей допусков, где указываем предельные отклонения, допуски и предельные зазоры (рис. 2.1).

2.5. Определение параметров шероховатости (R_a или R_z)