Mogan Gh.L., Butilă E.V., Buzdugan I.D. Proiectarea reductoarelor conico-cilindrice. Universitatea Transilvania din Braşov

Ex.14.1 Verificarea rulmenţilor radial-axiali cu role conice montaţi pe arborele intermediar

1. SCHEME DE ÎNCĂRCARE

Schema de încărcare a rulmenţilor radial-axiali ai arborelui intermediar

2. DATE DE INTRARE

Forţele exterioare

- radiale: F_rA = 6710,822 N, F_rB = 5394,267 N;

- axiale: F_a1 = ± 2350 N; F_a2 = 848,25 N, pentru cazul roţii conice cu dantură curbă; F_a2 = 1034,46 N, pentru cazul roţii conice cu dantură dreaptă; forţa F_a1 în funcţie de sensul de rotaţie poate avea semnul + (de la stânga la dreapta) sau – (de la dreapta la stâmga) şi deci în funcţie de acestea se impune studiul în 2 cazuri.

Tipul rulmentului şi sarcina (capacitatea) dinamică de bază

Rulment radial-axial cu role conice, cod 32208, cu sarcina dinamică de bază, C = 79000 N.

Factorii de influenţă pentru calcul

e = 0,37 şi Y = 1,6 pentru rulmentul radial-axial cu role, cod 32208.

Turaţia arborelui

Rulmenţii se rotesc cu turaţia arborelui intermediar, n = 625 rot/min.

Durata de funcţionare,

Durata de funcţionare a rulmenţilor este egală cu cea impusă RConCil, L_{h imp} = 8000 ore.

Obs.  În continuare, se prezintă verificarea pentru cazul roţii conice cu dantură curbă (F_a2 = 848,25 N); pentru cazul roţii conice cu dantură dreaptă se vor reface calculele considerând, F_a2 = 1034,46 N

3. SARCINA DINAMICĂ ECHIVALENTĂ MAXIMĂ (RULMENTUL CEL MAI ÎNCĂRCAT)

Forţele axiale interioare

- din rulmentul lagărului , = 0,5 = 0,5 = 2097,132 N;

- din rulmentul lagărului , = 0,5 = 0,5 = 1685,71 N.

Determinarea încărcărilor axiale a rulmenţilor

Forţa axială totală de încărcare a arborelui intermediar şi forţele exterioare din rulmenţi

Cazul 1 (F_a1 cu semnul + de la stânga la dreapta):

F_at = + F_a1 + - = +2350 + 2097,132 – 1685,71 = 2761,422 N; indică că această forţă are acelaşi sens cu F_a2 şi rulmentul din lagărul este încărcat axial exterior cu forţa, F_aB = F_a2 + F_a1 + = 848,25 + 2350 + 2097,132 = 5295,382 N; rulmentul din lagărul nu este încărcat axial exterior, F_aA = 0.

Cazul 2 (F_a1 cu semnul - de la dreapta la stânga):

F_at = - F_a1 + - = -2350 + 2097,132 – 1685,71 = -1938,578 N; indică că această forţă are sens opus cu F_a2 şi rulmentul din lagărul este încărcat axial exterior cu forţa, F_aA = F_a1 + = 2350 + 1685,71 = 4035,71 N; rulmentul din lagărul este încărcat axial exterior, F_aB = 848,25 N.

Determinarea sarcinilor dinamice echivalente (pentru cei doi rulmenţi)

Ţinând cont că pentru F_aA,B > 0,

= = 0,6 > e

şi

= = 0,98 > e,

sarcina dinamică echivalentă se va determina cu relaţia,

P = 0,67 F_r + 1,68 Y F_a,

în care, e = 0,37 şi Y =1,6. Pentru cazul F_aA = 0, P = F_rA = 6710,822 N şi pentru cazul F_aB= 848,25 N, deoarece F_aB/F_rB = 848,25/5394,24 = 0,15 < e, P = F_rB = 5394,2 N.

Rezultatele obţinute ca urmare a personalizării acestor relaţii sunt sintetizate în tabelul următor.

Cazurile posibile	Forţele din		Sarcina dinamică echivalentă din	Forţele din		Sarcina dinamică echivalentă din
	FrA [N]	FaA [N]	PA [N]	FrB [N]	FaB [N]	PB [N]
Cazul 1 (Fa1 cu semnul + de la stânga la dreapta)	6710,822	0	6710,822	5394,267	5295,382	17848,156
Cazul 2 (Fa1 cu semnul - de la dreapta la stânga)		4035,71	15344,24		848,25	5394,267

În acest tabel se observă ca rulmentul radial-axial cu bile din este cel mai încărcat (P = 17848,156 N), pentru cazul F_a1 cu semnul + de la stânga la dreapta.

4. VERIFICAREA RULMENTULUI CEL MAI ÎNĂRCAT (Calc.0)

Determinara durabilităţii rulmentului cel mai încărcat

L_B = = = 142,379 milioane de rotaţii.

Determinara duratei de funcţionare a rulmentului cel mai încărcat

L_hB = = = 3796,77 ore.

Verificarea rulmentului cel mai încărcat

L_hB > L_{h imp}; 3796,77 > 8000 (NU se verifică);

Rulmentul cel mai încărcat se deterioreză cu mult înainte de deteriorarea celorlalte componente active ale RConCil şi se impune realegerea unui alt rulment de acelaşi tip (radial-axial cu role conice), de preferat, cu acelaşi diametru interior (d), dar cu seria de dimensiuni mai mare care are sarcina dinamică de bază mai mare.

Realegere şi reverificare a rulmentului

Din catalogul de rulmenţi se adoptă rulmentul radial-axial cu role conice 33208 cu sarcina dinamică de bază C = 105000 N, factorii de influenţă e = 0,36 şi Y = 1,68 şi dimensiunile d = 40 mm, D = 80 mm, B = 25 mm, T = 32 mm, a = 31 mm.

Sarcina dinamică echivalentă,

P = 0,67 F_r + 1,68 Y F_a = 0,67 * 5394,267 + 1,68 * 1,68 * 5295,382 = 18559,845 N.

Durabilitatea,

L_B = = = 322,639 milioane de rotaţii.

Durata de funcţionare,

L_hB = = = 8603,7 ore.

Reverificare,

L_hB > L_{h imp}; 8603,7 > 8000 (se verifică);

Obs. Ca urmare a realegerii rulmentului pentru arborele intermediar s-au modificat modelele 3D (CATIA) ale rulmentului şi carcaselor