Dr. Lovas László CSAPÁGYSZÁMÍTÁS KISFELADAT Segédlet a Jármű- és hajtáselemek II. tantárgyhoz Kézirat 2012
CSAPÁGYSZÁMÍTÁS KISFELADAT 1. Adatválaszték és feladatkiírás No. F1 x F1 y * F1 z F2 x F2 y F2 z * d 1 [mm] d 2 [mm] f ü n [1/min] L k [üzemóra] A1 80 340 310 200 280 440 15 17 1,1 2800 20000 A2 100 330 450 250 630 17 20 A3 120 520 540 300 860 20 25 A4 140 540 630 400 1130 25 30 A5 190 720 830 500 1440 30 35 A6 230 820 1090 550 440 1520 35 40 1,2 2200 25000 A7 280 1110 1260 700 2140 40 45 A8 300 1220 1320 800 2450 45 50 A9 320 1280 1400 1000 2950 50 55 A10 400 1570 1810 1100 3260 55 60 A11 430 1650 1980 1300 440 3680 60 65 1,3 1500 30000 A12 70 270 310 180 360 15 20 A13 80 210 450 200 430 17 25 A14 140 520 670 250 660 20 30 A15 200 730 950 450 1300 25 35 A16 260 900 1250 550 500 1610 30 40 1,4 1000 35000 A17 230 880 1020 450 1230 35 45 A18 280 1040 1320 800 2540 40 50 A19 480 1700 2350 1000 2850 45 55 A20 320 1100 1550 1150 3350 50 60 *: a csillaggal jelölt erőkomponenesek a csapágy üzemelése során néhány alkalommal, rövid ideig a megadott érték nyolcszorosára növekednek. No. F1 x F1 y * F1 z F2 x F2 y F2 z * d 1 [mm] d 2 [mm] f ü n [1/min] L k [üzemóra] B1 100 120 310 160 336 125 15 17 1,1 2800 20000 B2 150 100 450 350 515 17 20 B3 80 180 540 200 410 20 25 B4 180 190 630 200 560 25 30 B5 185 220 830 690 1325 30 35 B6 180 390 1090 200 528 390 35 40 1,2 2200 25000 B7 130 240 1260 340 1020 40 45 B8 180 420 1320 380 1160 45 50 B9 170 350 1400 440 1360 50 55 B10 200 480 1810 480 1530 55 60 B11 250 620 1980 510 270 1690 60 65 1,3 1500 30000 B12 100 140 310 95 130 15 20 B13 200 270 450 410 690 17 25 B14 70 180 670 380 1260 20 30 1/7
B15 80 150 950 490 1615 25 35 B16 110 190 1250 530 1470 1000 30 40 1,4 1000 35000 B17 110 180 1020 640 1570 35 45 B18 130 250 1320 780 2150 40 50 B19 130 320 2350 910 2670 45 55 B20 120 390 1550 1050 3170 50 60 *: a csillaggal jelölt erőkomponenesek a csapágy üzemelése során néhány alkalommal, rövid ideig a megadott érték nyolcszorosára növekednek. A feladat tárgya a mellékelt ábrákon látható, beépítési környezetével együtt ábrázolt tengely csapágyazásának megtervezése, és a beépítés törzsrajzának befejezése. A csapágyazásban A sorszám esetén mélyhornyú golyóscsapágyakat, B sorszám esetén beálló golyóscsapágyakat alkalmazzon. A megoldás lépései: Számítsa a ki a csapágyakra jutó egyenértékű dinamikus csapágyterheléseket. Az élettartam egyenlet felhasználásával határozza meg a szükséges dinamikus alapteherbírásokat. A megadott tengelyátmérők figyelembe vételével válassza ki a csapágyakat a katalógusból. Ellenőrizze a csapágyakat statikus alapteherbírásra. Időben változó terhelések esetén ehhez a legnagyobb terhelést kell figyelembe venni. A csapágykatalógus segítségével határozza meg a csapágyhoz kapcsolódó felületek tűrését a szerkezetben (mérettűrés, helyzettűrés, alaktűrés). A csapágybeépítés törzsrajzába rajzolja bele a csapágyakat és a csapágyakat rögzítő alkatrészeket. Adja meg a kiválasztott tűréseket, illetve a szükséges egyéb illesztéseket. 2. A számítás menete A törzsrajz tengelykeresztjének ismeretében felvesszük a csapágyra ható erőket: Kiszámítjuk a szükséges élettartamot millió fordulatban: Iteráció kezdete 60 10 2.1. Csapágyválasztás és ellenőrzés dinamikus alapteherbírásra A fentiek alapján és a d belső átmérő ismeretében választunk a katalógusból egy megfelelőnek tűnő csapágyat. Az alábbi képletek az SKF 6000 számú, 2006 decemberi kiadású katalógusából származnak. 2/7
A katalógusból kiolvassuk a csapágyhoz tartozó C és C 0 teherbírás határértékeket, valamint, ha vannak, az X, Y és e tényezőket. Ezek segítségével a csapágykatalógus alapján kiszámítjuk a csapágyat terhelő P egyenértékű erőt. Mélyhornyú golyóscsapágyra: : ü : ü! Beálló golyóscsapágyra: : ü! : ü 0,65! Ebből a csapágy számított dinamikus alapteherbírása: ' $ % ahol p=3 golyóscsapágy esetén, és p=10/3 görgőscsapágy esetén. A dinamikus biztonsági tényező: ( )* $ $ % Ha a tényező egynél nagyobb, akkor a csapágy dinamikus alapteherbírásra megfelelt, lehet tovább lépni. Ha nem, új csapágyat kell választani, és újrakezdeni az iterációt. 2.2. Ellenőrzés statikus alapteherbírásra A feladat kiírásában megadottaknak megfelelően a statikus terhelőerőket az alábbi módon számítjuk ki az 1. csapágyra:,%++ 8,%++ A 2. csapágy esetén az F y helyett az F z erőnek vesszük a nyolcszorosát. Ebből a csapágy számított statikus alapteherbírása: Mélyhornyú golyóscsapágyra: - 0,6,%++ 0,5,%++ -.,%++ : -,%++ Beálló golyóscsapágyra: -,%++ -,%++ A statikus biztonsági tényező: ( %++ $ - - Ha a tényező egynél nagyobb, akkor a csapágy statikus alapteherbírásra megfelelt, lehet tovább lépni. Ha nem, új csapágyat kell választani, és újrakezdeni az iterációt. A fenti számítást mindkét megrajzolandó csapágyra el kell végezni. 3/7
3. A rajzolás menete A feladatlaphoz mellékelt befejezetlen törzsrajzba belerajzoljuk a kiválasztott csapágyat. Ügyeljünk a méretarányos ábrázolásra. A szerkezet kialakítását felmérve és megértve megrajzoljuk a csapágygyűrűket rögzítő elemeket (fedél, persely, seeger gyűrű, csapágyanya ízlés és szükség szerint.) Ahol kell, megrajzoljuk a tömítéseket (paszta, papírlap, szimmering). A kialakításnak megfelelően a csapágykatalógusból keresünk ajánlott mérettűrést a csapágy külső és belső gyűrűjéhez illeszkedő felülethez. Szintén a katalógusból keresünk alak- és helyzettűrést a csapágy belső és külső átmérőjéhez, valamint az axiális támasztó felületekhez. Figyelem: a csapágy kereskedelmi termék. Tűrésezni nem érdemes, nem kell. Budapest, 2012.01.27. Lovas László tantárgyfelelős 4/7
1. ábra: A típusú feladat törzsrajza 5/7
2. ábra: B típusú feladat törzsrajza 6/7
4. A csapágyszámítás kisfeladat eredményei Név:.. Neptun kód:. Eredmények táblázata Sorszám: 1. csapágy 2. csapágy F rad F ax L [millió fordulat] Csapágy típusszáma P C sz S din F rad,stat F ax,stat P 0 S stat 7/7