Корпусной подшипник. Направление нагрузок

[СВ]

 Кстати, как именно вести расчёт в APM, а именно - как прикладывать нагрузку от сферического наружного кольца подшипника на сферическое отверстие в корпусе? В "бумажных" расчётах для контакта "цилиндр-цилиндр" существуют два варианта: когда зазор большой и когда маленький (т.е. диаметры сопоставимы, условно равны. Теорема Ляме и т.п. ...). АРМ - не разделяет на варианты, он "просто считает", но зато сильно зависит от задания нагрузки. В данном случае, думается, условная нагрузка в расчёте сильно отличается от реальной. Предположу, что её нужно прикладывать к небольшому "пятну контакта", причём нагрузка в центре - мах, и плавно уменьшается до ноля к краю пятна. Хотя ...
- - -
Если не проблема, присылайте картинку с напряжениями (и с Дано).

[beginner]

Пока не хочу переводить тему в другое русло (варианты расчёта в APM).

Сейчас мне важно перенять опыт других инженеров в подборе таких подшипниковых узлов, когда направление действия нагрузки не совсем привычное.

[СВ]

а я уже это сделал. И не складывается у меня пазл пока что...

А что именно получилось?
Вадим Сергеевич, смотрю, для примера, на UCР205:
Со=7,5Кн,
Fразруш.=92-27 (чего, Кн?) И что значит - разрушающая? Точно разрушится или дано с запасом, как, к примеру, доп-е напряжения?
Fмин=27/4=6,7
Что не так?
Какие ваши доказательства Какая у вас расчётная нагрузка?
Исходя из вашей схемы (сообщ.4):
- мах нагрузка - когда шток втянут, а рычаг почти горизонтальный, сила на под-й опоре направлена почти вверх, для 205: Fмин=36/4=9,
- мин нагрузка - когда шток выдвинут, рычаг где-то 60-50° от горизонта, плечо (и сила) уменьшилось в 1.5 раза, а направление силы - самое плохое (под углом к горизонту); Fразруш.=27, но с учётом уменьшения самой силы на подш.опору ситуация НЕ ухудшилась.

- - - - -
(Кстати, для APM: корпус ослаблен отверстием под маслёнку.)

[beginner]

Можно вообще абстрагироваться от какой-то расчётной схемы. Вообще это часть механизма. Нагрузка там вообще по другому образуется.

Можно рассматривать картинку из нулевого сообщения. Есть корпусной подшипниковый узел. Есть нагрузка статическая 35 kN и есть направление. ВСЁ.

[СВ]

 Не-не-не!
Нагрузка переменная - в зависимости от угла наклона рычага. И направление нагрузки  - "обратно-переменное" - в зависимости от угла наклона рычага.
Когда всё впритык и нужно как-то выбираться - придётся считать дотошно.
- - - - -
Вообще-то НУЖНО РАЗОБРАТЬСЯ с этими схемами нагружения. Есть серьёзное недоверие к ним. Это как-то похоже на автомобиль, у которого кузов большой и крепкий, можно 10 т.грузить, да вот ПОЧЕМУ-ТО колёса/подвеска выдерживают только 5. Автомобили так не делают, а почему опоры делают? Или мы не вникли и неправильно трактуем?

[Helicoid]

Значение направления вектора ВАЖНО.

Но разобраться с таблицей не получается (допустим нагрузки там в kN). Есть таблица с допустимыми нагрузками для корпусных подшипниковых узлов. Там вообще другие числа.

Вы же привели всю методику расчета. Очевидно, что первая картинка это относится к корпусу, вторая к коэффициентам запаса по разрушающей нагрузке, треть к самому подшипнику. Берем заданную нагрузку 29,5 кН, берем коэффициент запаса 4 (для спокойного награждения, как задано), разрушающая нагрузку 29,5*4=118 кН. Смотрим на первую картинку, в ней направление нагрузки D, ближайший UCP 218, с разрушающей нагрузкой 127 кН. Смотрим в третью картинку, для статической нагрузки C0 подшипника. Здесь нужно отметить, что C0 в каталоге, это не допускаемая нагрузка! (смотреть расчет подшипников). Допускаемая нагрузка будет примерно P=29,5кН/0,6 = 49,2кН. По третей картинке UCP 218 подходит, т.к. P<C0. Серия UCP3 вроде мощнее, и подшипник должен быть меньше. Если на них нет данных можно экстраполировать имеющиеся.

[p3452]

Коментарии от НЕ машиностроителя (не удержался ):
- Подобрать и рассчитать - это о разном
- Подшипник и подшипниковая группа это не одно и то же...
- Подшипнику без разницы под каким углом нагрузка, если она в плоскости подшипника...

Если интересен расчет, то
- Для рассматриваемого случая, в теории, расчет корпуса по опасным сечениям (показаны зеленым), но реально считаем два сечения (показано синим)
- в 1 сечении считаем металл корпуса - напряжение должно быть меньше наименьшего (растяжение, сжатие),
- во 2 сечении, считаем болт на растяжение (сила Fry) и изгиб (M=Fr*e) - (!) учесть коеффициент типа резьбы
- Fr - нагрузка с учетом всех коэффициентов,
- Fry = Fr*Cos(угол нагрузки от вертикали) - проекция вектора нагрузки на вертикальную ось.

[СВ]

Слава богу, наконец-то реальный совет реального специалиста!
- - - - -
Мне вот одно незнакомо (я машиностроитель):

коеффициент типа резьбы

Что это?
И действительно ли болт изгибается?

изгиб (M=Fr*e)

(Предположу, что это похоже на расчёт крепления "столба", нижняя плита которого прикручена к фундаментной плите ( https://studfile.net/preview/7816805/page:13/  https://beezduke.ru/anchor2017/anchor.htm?ysclid=mq8f1tqoi817785698 ).
Или скорее Расчет болтов крепления редуктора к раме, типа такого https://studfile.net/preview/1549823/page:9/  https://7ref.ru/torolo/stewar/ameved?ysclid=mq8eynuskn586304081 )

[p3452]

1.

Мне вот одно незнакомо (я машиностроитель):

коеффициент типа резьбы

  коЭффициент безопасности (запаса прочности) - зависит от диаметра резьбы болта, марки стали, способа контроля силы затяжки.


2. С "изгибом" - не осилили, тогда есть два варианта попроще:
 - считаем на расстяжение (от нагрузки Fry) и срез (от нагрузки Frx/2)
или
 - считаем только на расстяжение (от нагрузки Fry), но ДОЛЖНЫ обеспечить "предварительное натяжение" на усилие не ниже Frx/2.

[СВ]

1 - по таблице: там две одинаковые графы - Углеродистая/Легированная: какую когда применять?
2 - на счёт среза  - не понял: в нормальном соединении среза не должно быть, это не штифт, не призонный; может быть это проверка аварийной ситуации, когда болт "не держит" и доходит до среза?

[beginner]

Здесь нужно отметить, что C0 в каталоге, это не допускаемая нагрузка! (смотреть расчет подшипников). Допускаемая нагрузка будет примерно P=29,5кН/0,6 = 49,2кН.

не понял. Там же написано "Допустимая статическая нагрузка"

Берем заданную нагрузку 29,5 кН, берем коэффициент запаса 4 (для спокойного награждения, как задано), разрушающая нагрузку 29,5*4=118 кН. Смотрим на первую картинку, в ней направление нагрузки D, ближайший UCP 218, с разрушающей нагрузкой 127 кН.

Мне видится иначе (с другого конца, но итог одинаковый). Выбираю по первой таблице "разрушающую статическую нагрузку" (с учётом направления действия силы). Делю эту величину (127 kN) на коэффициент запаса "4" (32 kN) и сравниваю этот показатель с моей расчётной нагрузкой (30 kN). И получается, что такой корпус проходит.

Теперь вот какой вопрос возникает. А почему в большинстве случаев в различных каталогах производители не указывают допустимые нагрузки для различных направлений действия силы? (Или же просто я плохо искал... )

треть к самому подшипнику.

Кстати, получил скромный ответ от TECHNIX. Часть ответа: "Нагрузка, указанная на 3-ей картинке, это по направлению вниз при вращении с номинальной скоростью подшипника"

Серия UCP3 вроде мощнее, и подшипник должен быть меньше. Если на них нет данных можно экстраполировать имеющиеся.

Я бы не стал рисковать.

Что-то я больше и больше склоняюсь к тому, что нужно самим сделать корпус для подшипника скольжения и быть уверенным, что это изделие точно не развалится.

[СВ]

А вот другие товарищи по другому рассчитывают:  https://inner.su/articles/tablitsy-razmerov-i-kharakteristik-korpusov-podshipnikov/
И про направление  нагрузки - не вижу ...

4.2. Расчет допустимой нагрузки
Допустимая радиальная нагрузка на корпус подшипника может быть рассчитана по формуле:
Fдоп = Fr × k1 × k2 × k3
где:
Fдоп – допустимая радиальная нагрузка, кН;
Fr – базовая радиальная нагрузка для данного типоразмера корпуса (из таблицы 1.1), кН;
k1 – коэффициент, учитывающий скорость вращения (1,0 при n ≤ 500 об/мин, 0,8 при 500 < n ≤ 1000 об/мин, 0,65 при n > 1000 об/мин);
k2 – коэффициент, учитывающий характер нагрузки (1,0 для постоянной нагрузки, 0,8 для переменной, 0,6 для ударной);
k3 – коэффициент, учитывающий температуру эксплуатации (1,0 при -20...+70°C, 0,9 при +70...+100°C, 0,75 при +100...+150°C, 0,6 при +150...+250°C).
Для обеспечения надежной работы механизма следует выбирать корпус с допустимой нагрузкой, превышающей расчетную нагрузку не менее чем в 1,2-1,5 раза.

Третьи товарищи - по третьему ...

Я это к чему: нагрузка и её расчёт у разных производителей сильно отличается. При закупках на это ВООБЩЕ не смотрят, снабженцам достаточно одного типового обозначения. Получается, что в целях безопасности нужно рассчитывать на худший вариант?

- - -
Смотрю
1 - ( https://inner.su/articles/tablitsy-razmerov-i-kharakteristik-korpusov-podshipnikov/ ):
UCP205-14 Кн, UCFL205-14 Кн
сравниваю у автора
2 - (рис.)
- никакого сравнения.
Первое выглядит логичным: одинаковые подшипники должны держать одинаковую нагрузку. И корпус (точнее направление сил на корпусе)  НЕ должен эту нагрузку уменьшать.

[Helicoid]

не понял. Там же написано "Допустимая статическая нагрузка"

C и C0 это базовые характеристики подшипника, допускаемую нагрузку надо рассчитывать. Не может производитель сразу указать допустимую грузоподъёмность, не зная ваши условия работы. Тут он погорячился.

[beginner]

Признателен, за объяснение. Теперь дошло 

Пообщался с сотрудником TECHNIX. В общем решил подобрать подшипник серии SNL (разъёмные). Они значительно мощнее при тех же внутренних диаметрах подшипников.

[СВ]

C и C0 это базовые характеристики подшипника, допускаемую нагрузку надо рассчитывать.

Конечно. Но это - для подшипников. А тут больше пытаемся понять, что такое Разрушающая статическая нагрузка. По всему (по всем картинкам из сообщ.14) это нагрузка на корпуса, и она зависит от других составляющих: направления нагрузки, количества болтов и пр.
Как бы нужно делать два расчёта для подшипниковой опоры - для подшипника и для опоры. Для подшипника - расчёт практически однотипный, для опоры - каждый производитель "кто во во что горазд".

[p3452]

...в нормальном соединении среза не должно быть...

?
Есть узлы, которые только на срез и работают!

[СВ]

 Нравится мне ваша манера "тянуть кота за яйца" - ответить так, чтобы собеседник ОБЯЗАТЕЛЬНО  продолжил спрашивать.