Особенности расчета подшипников некоторых специальных узлов

Конструкции подшипниковых узлов авиационных изделий могут отличаться от общепринятых в связи со специфическими требованиями изготовления, сборки и эксплуатации. В этой связи имеются и некоторые особенности их расчета.

Часто в авиационных конструкциях встречается установка подшипников по схеме, приведенной на рис. 17. Здесь радиально - упорный подшипник зафиксирован по наружному и по внутреннему кольцам, а второй подшипник - роликовый или шариковый, является "плавающим". В этом случае "плавающий" подшипник воспринимает только радиальную нагрузку.

Рис.17

В качестве радиально-упорных подшипников в таких схемах рекомендуется применять шарико - и роликоподшипники, воспринимающие осевую нагрузку в обе стороны (типов 000, 116000, 176000, 246000, 346000, 56000, 97000 и др.).

Приведенные нагрузки на подшипники такого вала определяются по формулам:

для "плавающего" радиального подшипника

P = V F_rI k_δ k_T, (9)

для зафиксированного радиально-упорного подшипника

P = (X V F_rII + Y F_a) k_δ k_T, если F_a > S_II, (10)

P = V F_rII k_δ k_T, если F_a ≤ S_II. (11)

Здесь F_a – результирующая внешних осевых сил, действующих на вал, без учета осевой составляющей S_II радиальной нагрузки.

Осевые нагрузки, действующие на однорядные радиально-упорные подшипники, определяются по формулам табл.22 с учетом схемы расположения подшипников и действия внешних сил (рис. 6).

Здесь S_I и S_II – осевые составляющие от радиальных нагрузок, приложенных к подшипникам I и II (рис. 6).

Таблица 22

Условия нагружения	Осевые нагрузки
SI ≥ SII	FaI = SI
Fa ≥ 0
SI < SII	FaII = SI + Fa
Fa ≥ (SII – SI)
SI < SII	FaI = SII – Fa
Fa < (SII – SI)	FaII = SII

Их величины определяются по формулам:

для конических роликоподшипников S = 0,83 e F_r;

для радиальных и радиально-упорных шарикоподшипников S= е F_r.

При больших нагрузках и ограниченных радиальных габаритах опоры для повышения ресурса применяются сдвоенные и многорядные подшипники, как показано на рис. 18.

Рис.18

В этом случае динамическая грузоподъёмность стандартного комплекта сдвоенных подшипников (типов 436000, 446000 и т.п.) приводится в справочниках. Для нестандартного комплекта подшипников, подобранных таким образом, чтобы осевая и радиальная нагрузки делились между ними равномерно, динамическая грузоподъемность может быть определена по формуле

С_общ = С i^0,7. (12)

Здесь С – динамическая грузоподъёмность одного подшипника; i – число подшипников в комплекте.

При определении точки приложения радиальной реакции опоры с несколькими подшипниками внешние подшипники условно отбрасываются (рис. 6). Таким образом, расчет комплекта сдвоенных и строенных подшипников производится как расчет одного подшипника данного типа, но обладающего динамической грузоподъёмностью C_общ.

В отдельных конструкциях опор валов в процессе работы вращаются и наружное, и внутреннее кольца. В этом случае периодичность нагружения любой точки кольца и число циклов нагружения в единицу времени зависят от соотношения скоростей вращения колец. Для расчета приведенной нагрузки Р и номинальной долговечности L_h в формулы (33), (34) следует подставлять значения n и V из табл.23.

Таблица 23

Направления вращения	Соотношения скоростей	n	V
В одну сторону	nв = nH		1,2
nв > nH; nв – nH > 1	nв – nH	1,0
nв = 0; nH > 1	nH	1,2
nв < nH; nH – nв > 1	nH – nв	1,0
В противополож. стороны	Любые	nH + nв	1,0

Если кольца вращаются в одну сторону, и 0 < (n_в – n_H) ≤ 1 или

0 < (n_H – n_в) ≤ 1,то расчет долговечности не производится, а подшипник подбирается по статической грузоподъёмности.

При расчете долговечности L_h, подшипников сателлитов планетарных передач, участвующих одновременно в двух движениях, следует подставлять n, равное числу оборотов сателлита при остановленном водиле.