PC轧机换辊小车设计 - 图文(8)

第29页

扭转尺寸系数?=0.83

?轴按磨削加工，由[6]附图3-4得表面质量系数 ：

??=??=0.92

轴未经表面强化处理，即?q=1，则按式得综合系数值为 ：

Kk??=

??1?1=

1.581???1.0?0.92?1=1.67 Kk?1?=

???1=

1.680.83?10.92?1=2.11 ???又由[6]表3-2得材料特性系数 ：

??=0.1-0.2 取??=0.1

??=0.05-0.1 取??=0.05

于是，计算安全系数Sca值，按式则得

S?1?=

?K=275???????m1.67?32?0.1?0=5.1 S??1?=

K=

155=14.4 ???????m2.11?1010 2?0.05?2SS?S?5.1?14.4ca=

=

S2??S2?5.12?14.42=4.8?S=1.5 故可知其安全。 (2）截面B的右侧

抗弯截面系数W按表中的公式计算 ：

W=0.1d3=0.1?2603=1757600mm3

抗扭截面系数 ：

W3T=0.2d3=0.2?2503=3515200mm

截面B右侧的弯矩M为 ：

M=4.9?107N?mm

(4.19) (4.18)

第30页

截面B上的扭矩T4为 ：

M4.9?107 ?b===28Mpa

W1757600截面上的扭转切应力 ：

T43.2?107 ?T===9MPa

WT3515200

过盈配合处的得 ：

k???值，由[6]附表3-8用插值法求出，并取

k???=0.8k?，于是k?k???=2.15 、

k???=1.72

轴按磨削加工，由[6]附图3-4得表面质量系数 ：

??=??=0.92

故得综合系数为 ：

K?=

k???k??1??1?1=2.15?1?1=2.24 0.921?1=1.81 0.92K?=

??????1=1.72?所以轴在截面B右侧的安全系数为 ：

S?=

??1275==4.4

K???????m2.24?28?0.1?0 S?=

??1K???????mS?S?S??S?22=

155=18.5

991.81??0.05?22Sca=

=

4.4?18.54.4?18.522=4.3?S=1.5

故，该轴在截面B右侧的强度也是足够的。

第31页

4.5 滚动轴承的选择及其寿命计算

4.5.1 滚动轴承的选择

与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小，功率消耗小，起动容易等优点。 滚动轴承的类型按照轴承所能承受的外载荷不同，可分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承三大类。

选用轴承时，首先是选择轴承类型。选择轴承类型时应考虑的主要因素有轴承的载荷，轴承的转速，轴承的调心性能及轴承的安装和拆卸。其中，轴承所受载荷的大小、方向和性能，是选择轴承类型的主要依据。根据载荷的大小选择轴承类型时，由于滚子轴承中主要元件间是线接触，宜用于承受较大的载荷，承受后的变形也较小。而球轴承中则主要为点接触，宜用于承受较轻的或中等的载荷。

根据载荷的方向选择轴承类型时，对于纯轴向载荷，一般选用推力轴承。较小的纯轴向载荷可选用推力球轴承；较大的纯轴向载荷可选用推力滚子轴承。对于纯径向载荷，一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。当轴承在承受径向载荷Fr的同时，还有不大的轴向载荷Fa时，可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承；当轴向载荷较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构，分别承担径向载荷和轴向载荷。

根据以上因素,选择深沟球轴承。其径向承载能力较大，可以同时承受径向载荷和轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。大量生产，价格最低。 4.5.2 滚动轴承的寿命计算

1．滚动轴承寿命的计算公式

滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内外圈滚道上的电蚀破坏。这是在安装、润滑、维护良好的条件下，由于大量重复地承受变化的接触应力而产生的。轴承点蚀破坏后，通常在运转时会出现比较强烈的振动、噪声和发热现象。

滚动轴承的额定寿命L(106)与额定动负荷C(N)，当量动负荷P(N)之间具有下列关系 ：

第32页

L = （C/P）ε, 10 转

6

实际计算时，用小时数表示轴承的额定寿命比较方便，这时可将上式改写为 ：

L h = (106 /60n)(C/P)ε

式中 ：

L h—— 轴承的额定寿命，h。 n —— 轴承的转速，rpm；

p —— 轴承的寿命指数，对球轴承ε= 3；滚子轴承ε = 10/3；

C—— 轴承的额定动载荷，N；

2．寿命计算

前已根据轴的转速低，近似认为只承受单向径向载荷和较小的轴向载荷，故选用深沟球轴承。

(1)选轴承型号(1000848)

根据轴颈直径为240mm，受径向载荷和较小的轴向载荷，所以选深沟球轴承1000848，查文献[4]表28.2-6得 ：

基本额定静载荷C0?63.7KN, 基本额定动载荷C?49.9KN， 极限转速 nlim?2400r/min。

(2)计算当量动载荷P 求比值：

Fa26670??0.11 Fr240700Fa?e Fr按文献[1]表13-5，深沟球轴承的最大e值为0.44，故此时

按文献[1]表13-5，X=1,Y=0。

按文献[1]表13-6，fp?1.0~1.2，取fp?1.2。

P?fp(XFr?YFa) 则 ?1.2?(1?240700?0?26610) (4.20)

?240700N 第33页

(3)寿命Lh

106C?Lh?()60n4P106499003() (4.21) ?60?7.17240700?482h Lh?45000h

所以综上所述，所选轴承符合要求。 4.5.3 滚动轴承装置的设计

要想保证轴承顺利工作，除了正确选择轴承类型和尺寸外，还应正确设计轴承装置。轴承装置的设计主要是正确解决轴承的安装、配合、紧固、调节、润滑、密封等问题。

设计采用轴承端盖和套筒来固定滚动轴承。润滑的润滑方式与轴承的速度有关，这里采用甘油润滑，不仅可以降低摩擦阻力，起着散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用，而且减少润滑加油次数，因为本产品密封性能较差，不能采用油润滑。轴承的密封装置是为了阻止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失而设置的。密封装置可分为接触式和非接触式两大类。这里采用接触式密封即毡圈油封。

4.6联接电机与减速器的联轴器选择

4.6.1类型选择

由于电机联接的是减速器的高速轴，故常用弹性联轴器，这里选择带制动轮弹性柱销联轴器，这种联轴器的特点是传递转矩的能力很大，结构更为简单，安装、制造方便，耐久性好，也有一定的缓冲和吸振能力，允许被联接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移，适用于轴向窜动较大、正反转变化较多和起动频繁的场合。 如图4.3