Ремонтные полимерные материалы

       

Расчет клеевого закрепления подшипников

Обычно производители клея, предназначенного для закрепления подшипников на валах и в корпусах, и для неразъемных цилиндрических соединений деталей, в инструкциях на материал и в рекомендациях по его использованию, приводят только допустимую величину максимального зазора между соединяемыми деталями, не указывая нагрузки на клеевой слой. Потребитель не всегда имеет возможность ознакомиться со справочниками, в которых изложена методика расчета допустимых нагрузок, воздействующих на клеевой слой.

Ниже приведена методика допустимых нагрузок на клеевое соединение цилиндрических деталей анаэробным клеем торговой марки Loctite.

Поскольку для расчета используются только физико-механические параметры клея, эта методика может быть использована для клея на основе эпоксидных смол и других разновидностей клея.

Расчет прочности клеевого соединения

Анаэробные клеи Loctite рекомендуется использовать для создания соединений при условии, что в диапазоне рабочих температур в соединении будут небольшие напряжения. Прочность клеевых соединений подшипников с валами оценивается величинами силы распрессовки Fmax, кН, и допустимым крутящий момент Tmax. Значения этих сил не должны превышать величин, определяемых соответственно по формулам:

Fmax≤(τfc+pf)S/1000 {(1), [1]}

Tmax≤(τfc+pf)×(dн/2)×S/1000 {(2), [1]}

  • где τ- статическая прочность клея на сдвиг Н/мм2;
  • S=πdнl-полощадь цилиндрической поверхности контакта вала и втулки с номинальным диаметром dн, мм;
  • l-длина клеевого соединения,мм, для шарикоподшипников l=B-2r;
  • π=3,14 - число Пи;
  • f-действительный коэффициент трения, принимаемый для предварительных расчетов равным коэффиценту трения скольжения
  • p-радиальное контактное давление, вызванное посадкой в натяг, Н/мм2, рассчитываемое по классической теории толстостенного цилиндра (для соединений с зазором p=0);
  • Зависимость коэффициента f3 от зазора
  • fc=f1×f2×...×f7 - произведение поправочных коэффициентов, зависящих от:
    • - f1 типа материала втулки и вала, для стальных - 1,0;
    • - f2 от вида сборки, для сборки с зазором-1,0, с натягом 0,5, с нагревом -1,2;
    • - f3 от величины зазора, определяется по графику на рисунке слева. Оптимальным считается зазор от 0,02 до 0,07 мм;
    • - f4 от соотношения L/D и погрешностей формы сопрягаемых поверхностей (см. рисунок слева);
    • Зависимость коэффициента f3 от зазора
    • - f5 от рабочей температуры (см. главу 12);
    • - f6 от рабочей среды (см. главу 12);
  • Динамическая прочность при осевых нагрузках равна FDYN=kDAF.
  • Динамическая прочность при нагрузке крутящем моментом TDY=kDTT,
    • где kDA=0.12 для клеевых соединений собранных с зазором;
    • kDT=0.30 для клеевых соединений собранных с зазором и 0,35 для клеевых соединений собранных с натягом.

Пример расчета клеевого закрепления подшипника

В качестве примера, рассмотрим расчет клеевой посадки подшипника 304 с применением анаэробного герметика Loctite 620.
Характеристики Loctite 620, используемые для расчета приведены ниже:

  • • спустя 24 часа: τ ср=17,2 Н/мм2;
  • • после дополнительной выдержки в течение 24 часов при температуре 177°C - τср=27 Н/мм2.

(TDS Loctite 620 от мая 2015. Измерения по ISO 10123 клевого соединении стальных вала и втулки при 22°C)

Анаэробный клей L620 по данным фирмы «Loctite» в полимеризованном виде воспринимает давление pдоп = 18...22 МПа, [Холодкова А.Г.МАМИ Сборка комбинированных клеевых соединений]

Геометрические размеры подшипника

Геомтрические (по данным таблицы 6 ГОСТ 8338-75) и нагрузочные характеристики (по данным таблицы 6 Приложения ГОСТ 8338-75) подшипника 304 приведены в нижеследуюих таблицах.

Средняя серия диаметров 3, узкая серия ширин 0. Размеры, мм
Обозначение подшипников d D B r Масса, кг
304 20 52 15 2 0,145

Приложение ГОСТ 8338-75 СТАТИЧЕСКАЯ C0 И C ДИНАМИЧЕСКАЯ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ Таблица 6.Средняя серия диаметров 3. Размеры, мм

таблице 6 Приложения ГОСТ 8338-75
Обозначение подшипников d Грузоподъемность, Н
C C0
304 20 15900 7800
Продолжение следует.

Наверх