Формируйте надежные случаи нагрузки ОПУ, объединяя осевую силу, радиальную силу, опрокидывающий момент, режим работы и динамические эффекты до выбора модели.
ОПУ следует выбирать по полным рабочим случаям нагрузки, а не по одному максимальному числу. Подшипник одновременно передает осевую силу, радиальную силу и опрокидывающий момент между двумя конструкциями. Эти составляющие изменяются в зависимости от стрелы, полезной нагрузки, противовеса, направления ветра или положения машины, поэтому состояние с наибольшей поднимаемой нагрузкой не обязательно является определяющим для выбора.
Это руководство объясняет, как преобразовать геометрию машины и рабочий режим в прослеживаемую таблицу случаев нагрузки. Оно дополняет более широкое руководство по выбору конструкции ОПУ и дает исходные данные, необходимые до проверки выбранной модели по диаграмме предельной статической нагрузки.
Начните со схемы свободного тела по оси вращения
Изобразите вращающуюся верхнюю конструкцию и примите за базовую точку центр подшипника. Покажите каждую массу, полезную нагрузку, реакцию цилиндра, ветровую силу и внешнюю технологическую силу с их расстояниями до этой точки. Разложите силы по осевому и радиальному направлениям подшипника. Сумма вертикальных составляющих образует результирующую осевую нагрузку, а горизонтальные составляющие формируют радиальную нагрузку. Каждая сила, умноженная на ее перпендикулярное плечо, вносит вклад в опрокидывающий момент.
Соблюдайте единые знаковые соглашения. Противовес может уменьшать момент в одной ориентации и увеличивать обратный момент в другой. Фиксируйте, действует ли осевая нагрузка на сжатие или на отрыв, и происходит ли реверс момента. Реверсивный режим влияет на зоны контакта роликов или шариков, болты и усталостную долговечность, даже если числовые пики выглядят похожими.
- Fa: результирующая осевая сила вдоль оси подшипника.
- Fr: результирующая радиальная сила в плоскости подшипника.
- Mk: результирующий опрокидывающий момент относительно центра подшипника.
- T: приводной крутящий момент, передаваемый через зубчатый венец или другой интерфейс привода.
Сформируйте одновременные комбинации нагрузок
Не помещайте максимальные Fa, максимальные Fr и максимальные Mk в одну строку, если они действительно не возникают одновременно. Вместо этого рассчитывайте комбинации для номинальной нагрузки, максимального вылета, минимального вылета, ускорения, торможения, аварийной остановки, ветра, транспортного состояния и стояночного аварийно-выживаемого состояния. Для кранов и платформ малая полезная нагрузка при максимальном вылете может создавать больший опрокидывающий момент, чем номинальная нагрузка при меньшем вылете.
Добавляйте в каждую строку состояние движения и долю времени. Редкий статический аварийный случай может определять безопасность по остаточной деформации, тогда как более низкий повторяющийся рабочий случай определяет усталость контакта качения. Если машина работает на уклонах, опорах, судне или гибком шасси, учитывайте положение и состояние опоры, изменяющее реакцию на интерфейсе ОПУ.
Применяйте коэффициенты службы, не теряя исходные данные
Методы выбора производителя обычно применяют прикладной или эксплуатационный коэффициент для учета ударных нагрузок, тяжести режима и неопределенности. Сохраняйте в расчетной таблице как вычисленные, так и приведенные с коэффициентом значения. Коэффициент должен соответствовать типу оборудования и определению режима, используемым выбранным поставщиком подшипника; значение, скопированное из другого каталога, автоматически не переносится.
Наносите каждую комбинацию с коэффициентом на диаграмму предельной статической нагрузки выбранного подшипника. Точка должна оставаться внутри как кривой дорожки качения, так и кривой болтов при указанных допущениях по монтажу и предварительному натягу. Точка, проходящая по кривой дорожки качения, но пересекающая кривую болтов, не является приемлемым выбором. Соединение, опора и подшипник должны рассматриваться как единая система.
Разделяйте статическую безопасность и ресурс
Статическая проверка ограничивает остаточную деформацию дорожки качения и раскрытие стыка в наиболее тяжелых случаях. Проверка на усталость оценивает повторяющуюся нагрузку во времени. Формируйте спектр ресурса из характерных уровней нагрузки, скорости вращения, угла качания, числа циклов и продолжительности. Непрерывное полное вращение и повторяющееся малоугловое качание смазывают и нагружают дорожку качения не одинаково.
Если жесткость или точность позиционирования критичны, добавьте требование по допустимой деформации при заданной нагрузке. Один и тот же номинальный размер может вести себя по-разному при нормальном зазоре, уменьшенном зазоре или предварительном натяге. В руководстве по выбору перекрестно-роликовых подшипников объясняется, почему зазор и монтажная деформация должны учитываться в этом решении.
Что должно дать инженерное расчетное задание
Проверяемая расчетная ведомость показывает геометрию, единицы измерения, знаковые соглашения, допущения, рассчитанные комбинации, примененные коэффициенты и источник каждого коэффициента. Она определяет, какая точка является определяющей для дорожки качения, какая для болтов, а какая для ресурса. Она также отделяет приводной крутящий момент от опрокидывающего момента, чтобы нагрузки на зубья не путались с опрокидывающей несущей способностью подшипника.
- Утвердите схему свободного тела и систему координат машины.
- Рассчитайте все одновременные рабочие и аварийно-выживаемые комбинации.
- Примените задокументированные коэффициенты службы и сохраните значения без коэффициентов.
- Проверьте кривые предельной нагрузки дорожки качения и болтов для каждой точки.
- До выпуска завершите проверки усталости, жесткости, зубчатого венца и монтажного интерфейса.
FAQ
Можно ли выбрать ОПУ только по осевой нагрузке?
Нет. Осевое усилие, радиальное усилие и опрокидывающий момент действуют совместно и должны проверяться как одновременные комбинации.
Какой случай нагрузки крана обычно является определяющим?
Универсального ответа нет. Определяющими вместо максимальной полезной нагрузки могут быть максимальный вылет, ветер, торможение, обратный момент или стояночное аварийно-выживаемое состояние.
Подтверждает ли прохождение статической диаграммы ресурс?
Нет. Статическая безопасность и усталость контакта качения являются отдельными проверками, основанными на разных частях режима работы.
Инженерные справочные материалы
Для анализа по чертежу отправьте MERYDOM сведения о применении, случаях нагрузки, размерах и требуемой документации. Окончательный выбор и инструкции по эксплуатации должны соответствовать утвержденному чертежу и требованиям изготовителя оборудования.
