Выбор схемы монтажа винта в опорах Выбор подшипников
Общие сведения о опорах ходовых винтов, выбор схемы монтажа винта в опорах приведены в (МЕТОД п 2.2.2 и 3.2). Выбор подшипников определяется частотой вращения винта и величиной тягового усилия.
Выбор размеров осуществляют на основании данных, приведённых в каталоге производителя. При выборе сравниваются максимальные значения внешних нагрузок, действующих на выбранный тип подшипника, со значениями основной номинальной нагрузки, приведёнными в таблицах.
В соответствии с международными стандартами в каталогах задаётся основная номинальная динамическая нагрузка - С и основная номинальная статическая нагрузка - С0 Физический смысл этих величин для гаек и подшипников одинаков.
На выбор типа подшипника оказывает влияние быстроходность передачи. Подшипник должен воспринимать внешние осевые нагрузки, равные по величине нагрузкам, воспринимаемым предварительно выбранной гайкой.
Суммарная длина и тип опор определяется выбором схемы закрепления винта (см. методичку) При коротких валах применяется третья схема закрепления ходового винта. Например в приводе поперечной подачи ( ось Х) наиболее распространенного отечественного токарного станка мод. 16к20ф3 С32 . Ходовой винт привода продольной подачи ( ось Z) станка мод. 16к20ф3 С32 выполнен по четвертой схеме ( оба конца заделаны жестко).
Основные типы и модификации специальных подшипников для ходовых винтов приведены в( Мет Приложении 11). Технические характеристики специализированных подшипников качения отечественных и импортных приведены в ( Мет Приложении 12 и Приложении 13).
Исходные данные для выбора подшипников
Сила подачи в установившемся режиме: Fпод= Fa = 1118,041 н
Максимальная частота вращения ходового винта на скорости холостого хода Vх.х nв х.х.=3200 об/мин
Для 3 схемы крепления винта ( один конец заделан жестко, а второй опорный) выбираем подшипники:
конец заделан жестко
По данным параметрам из отечественных подшипников подходит подшипник 4-5047 05
По данным параметрам из импортных подшипников подходят подшипники
ZKLN 2557–радиально-упорные шариковые дуплексные.
ZARN2557. ( при жидкой смазке). Подшипник 4-5047 05 являются аналогом ZARN2557; имеет одинаковые размеры но несколько меньшие технические параметры.
Подшипники ZKLN 2557–по сравнению с ZARN2557 имеет меньшие осевые размеры но несколько меньшую осевую нагрузку и жесткость.
Выбираем подшипник 4-504705. Затяжку подшипников выполняют гайками шлицевыми по ГОСТ 11871-88
Если в кинематической схеме привода есть редуктор, подшипник должен воспринимать и радиальные нагрузки, возникающие при работе зубчатых, или ремённых передач.
Если упорно-радиальный шариковый подшипник подвергается совместному действию осевой и радиальной нагрузки и величиной радиальной составляющей нельзя пренебречь, эквивалентную нагрузку определяют по формуле [13]
Faэкв= kr * Fr + kа Fa рез, (3,3)
где Fr - радиальная составляющая нагрузки; Fарез - осевая составляющие нагрузки с учётом предварительного натяга; kr и kа - коэффициенты, учитывающие разное повреждающее действие радиальной и осевой нагрузок (при Fa рез / Fr ,<2.17 kr=1.9 и kа=0,55; при Fa рез / Fr >2.17 kr=0.92 и kа=1/0).
Выбранный подшипник должен удовлетворять условию (3,1). Для учёта условий эксплуатации нужно использовать коэффициент безопасности, значения которого были приведены в предыдущем пункте. Если все перечисленные требования выполняются, переходят к уточнению общей длины винта.
Суммарная длина и тип опор определяется выбором схемы закрепления винта (см. методичку) При коротких валах применяется третья схема закрепления ходового винта. Например в приводе поперечной подачи ( ось Х) наиболее распространенного отечественного токарного станка мод. 16к20ф3 С32 . Ходовой винт привода продольной подачи ( ось Z) станка мод. 16к20ф3 С32 выполнен по третей схеме ( оба конца заделаны жестко).
Lобщ = Lmax + Lг + Lon + Lm=420+85+(100+50)+20 = 675 ( мм)
где Lmax - величина максимального перемещения подвижного узла ( см. исходные данные)- 450мм; Lг – длина гайки-85 мм; Lon - суммарная длина опор ходового винта(Lon1= 100мм(подшипник 4-5047 05); подшипник опорный Lon2=50 мм); Lm - длина технологических участков – 4 шага 5*4=20 мм (например, для свинчивания гайки при некоторых методах регулирования натяга) – по два шага с каждой стороны резьбовой части винта5*4=20 мм.
При наличии зубчатой передачи: Lon3=20 мм дополнительный радиальный подшипник при наличии зубчатой передачи и радиальной нагрузки; ширина ступицы зубчатого колеса L ст(1,5*dпод=1,5*20=30)
Lобщ зп = Lобщ + L on3+ L ст=675+20+30=725 (мм)
Уточним полученное значение в соответствии со стандартом (см Приложение 6 или ; Анурьев т 2 2006г. стр 857). Полученные значения –общая длина винта менее 1000 мм и длина резьбы менее 80 мм.
В каталогах производителей (см. Приложение 8) и справочной литературе(( Анур т2 стр 861…) приводятся значения осевой жесткости ШВП. Жесткость корпусной ШВП с номинальным диаметром 32 мм и шагом5 мм класса точности С0 -1600н/мкм
Рассчитанные значения осевой жесткости ШВП меньше допустимых:
Требуемое условие выполняется.
Расчет винта