Совершенствование технологии сборки подшипниковых узлов транспортных и сельскохозяйственных машин путем обоснования предварительного осевого нагружения подшипников

• Автор: Добринов, Виктор Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург, Пушкин
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Введение

1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования

1.1 Анализ конструкций подшипниковых узлов, собираемых с предварительным осевым нагружением подшипников
1.1.1 Классификация подшипниковых узлов, собираемых с предварительным осевым нагружением

1.1.2 Условия обеспечения работоспособного состояния подшипниковых узлов

1.1.3 Способы создания предварительного осевого нагружения подшипников

1.1.4 Причины снижения усилия предварительного осевого нагружения подшипников в эксплуатации

1.2 Анализ факторов, влияющих на срок службы автомобильных подшипниковых узлов

1.3 Анализ факторов, влияющих на износ подшипниковых узлов

1.4 Анализ факторов, влияющих на изменение момента сил сопротивления вращению колец подшипников
1.5 Современные представления о механизме взаимодействия и разрушения материалов подшипниковых узлов
1.6 Основные положения теории расчета подшипников качения
1.6.1 Общие положения теории расчета подшипников качения
1.6.2 Учет условий работоспособности при расчете долговечности подшипников качения
1.6.3 Расчет подшипников качения с учетом вероятностных факторов
1.6.4 Анализ способов расчета подшипников качения
1.7 Способы контроля величины предварительного осевого нагружения подшипников
1.8 Цель и задачи исследования
2 Усовершенствованная методика расчета подшипниковых узлов с предварительным осевым нагружением подшипников на контактную долговечность
2.1 Основные положения усовершенствованной методики расчета
подшипниковых узлов
2.2 Определение расчетных нагрузок подшипникового узла
2.2.1 Определение расчетного значения момента сил сопротивления вращению подшипников
2.2.2 Определение расчетного значения усилия предварительного осевого нагружения подшипников
2.3 Аппроксимация кривых для определения коэффициента пробега
3 Экспериментальные исследования подшипниковых узлов, собираемых с предварительным осевым нагружением
3.1 Методика экспериментальных исследований
3.1.1 Методика исследования зависимости момента сил сопротивления вращению подшипников от продолжительности работы узла
3.1.2 Методика исследования деформации конических роликоподшипников от осевого усилия сжатия
3.2 Экспериментальные установки
3.2.1 Установка для исследования подшипниковых узлов на долговечность
3.2.2 Установка для исследования осевой деформации конических роликоподшипников
4 Результаты экспериментальных исследований
4.1 Изменение момента сил сопротивления вращению подшипников
от продолжительности работы узла
4.2 Изменение деформации конических роликоподшипников от осевого усилия сжатия
4.3 Разработка установки для исследования момента сил сопротивления вращению подшипников
4.3.1 Описание установки для исследования момента сил сопротивления вращению подшипников
4.3.2 Тарировка приборов установки для исследования момента сил сопротивления вращению подшипников
4.4 Методика исследования зависимости момента сил сопротивления вращению от частоты вращения колец подшипников
4.5 Методика исследования взаимосвязи момента сил сопротивления вращению и осевого усилия нагружения подшипников в узле
4.6 Изменение момента сил сопротивления вращению от частоты вращения колец подшипников
4.7 Изменение момента сил сопротивления вращению колец подшипников от осевого усилия в узле
5 Предлагаемая технология сборки подшипниковых узлов с предварительным осевым нагружением подшипников
5.1 Описание предлагаемой технологии сборки подшипниковых узлов
5.2 Рекомендации по использованию результатов исследования при регулировке подшипниковых узлов с предварительным осевым нафужением подшипников
6 Практическое применение и экономическая эффективность предлагаемых мероприятий
6.1 Использование результатов исследования в учебном процессе
6.2 Экономическая эффективность использования результатов исследования при ремонте редукторов главных передач автомобилей
Основные выводы и рекомендации
Список литературы


В частности ни один из существующих методов расчета не учитывает величину предварительного осевого нагружения подшипников, несмотря на то, что его наличие значительно влияет на долговечность подшипников, а, следовательно, и на надежность работы всей машины. Имеющиеся средства контроля качества сборки, такие как динамометрические ключи, динамометры различных конструкций и др. Таким образом, несовершенство методов оценки безотказной работы подшипников качения в совокупности с несовершенством средств технического контроля качества сборки снижает возможность прогнозирования долговечности и достоверной оценки надежности машины в целом. Решение данной проблемы, в условиях жесткой конкуренции и с учетом современных тенденций, направленных на снижение материалоемкости и повышение нагрузочных и скоростных режимов работы деталей и машин в целом, при возрастающих требованиях, предъявляемых к их надежности, имеет приоритетное значение. Следовательно, разработка методов расчета долговечности подшипников тяжело нагруженных подшипниковых узлов транспортных сельскохозяйственных машин, с учетом оптимизации величины предварительного осевого нагружения, а также разработка средств контроля качества сборки таких узлов являются актуальными задачами. Разнообразие условий эксплуатации обусловило широкую гамму основных механизмов транспортных средств, которые отличаются специфическими свойствами, обеспечивающими их использование в конкретных условиях с наибольшей эффективностью. Такие механизмы, как главная передача, межколесный дифференциал, рулевое управление, ступицы колес и многие другие являются одними из основных в любом транспортном средстве. Их исправность должна обеспечивать правильную и надежную работу агрегата в целом. Наиболее важными элементами таких механизмов являются подшипниковые узлы. Именно от их исправности во многом зависит надежная работа всего механизма, поэтому к точности их регулировки предъявляются особенно высокие требования. Основные схемы подшипниковых узлов транспортных машин представлены на рисунке 1. X б по схеме О 1 внутренний подшипник 2 наружный подшипник 3 корпус подшипникового узла 4 шайба упорная 5 гайка 6 валшестерня 7 кольца регулировочные 8 шайба стопорная 9 крышка задняя крышка передняя кольцо уплотнительное пакет регулировочных прокладок. Рисунок 1. Известные конструкции подшипниковых узлов, собираемых с предварительным осевым нагружением, классифицируют по следующим признакам . Условия обеспечения работоспособного состояния подшипниковых
Одним из основных условий устойчивой работы узла являются малые смещения деталей в области эксплуатационных нагрузок. Зазоры в подшипнике и упругие деформации его элементов под действием рабочей нагрузки вызывают осевые и радиальные вибрации вала, которые недопустимы. Так, например, в главных передачах смещение конических зубчатых колес при максимальных моментах не должно превышать 0,6 мм . Эти требования могут быть обеспечены повышением точности и жесткости подшипникового узла, а также созданием предварительного осевого нагружения. Жесткость подшипникового узла определяется в основном жесткостью самого подшипника его конструкции величинами радиального зазора, осевой игры или предварительного осевого нагружения жесткостью основных элементов подшипникового узла, воспринимающих нагрузку вала, корпуса, элементов крепления величинами посадочных натягов при установке подшипника на вал и в корпус. Она также зависит от схемы расположения опор. Сущность предварительного осевого нагружения заключается в том, что пара подшипников при сборке узла получает начальную осевую нагрузку, которая уничтожает осевую игру в комплекте, создавая начальную упругую деформацию в местах контакта рабочих поверхностей колец с телами качения 5. Если затем к подшипникам приложить рабочую осевую нагрузку, то относительное перемещение его колец вследствие дополнительной деформации рабочих поверхностей будет значительно меньше, чем до создания предварительной нагрузки. Предварительная осевая нагрузка вызывает деформацию сжатия в обоих подшипниках, а вал на участке установки пары подшипников испытывает растяжение от нагрузки Ер Рисунок 1. Рисунок 1.