ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Упругие свойства материалов
1.1. Понятие упругости материала
1.2. Упругие свойства пластмасс
1.3. Упругие свойства резины
1.4. Упругие свойства подшипниковой стали
2. Теория контакта тел качения и колец подшипника
2.1. Контакт шариков с дорожками качения
2.2. Влияние масляной пленки на контакт шарика с
дорожками качения
2.3. Силы и моменты, действующие на элементы подшипников. Гипотеза ведущего звена.
2.4. Смещение колец и нагрузки на подшипники
2.5. Жесткостные характеристики подшипников
2.6. Моменты сопротивления вращению опор
3. Расчетная часть
3.1. Определение собственных частот упругих контактных колебаний подшипника
3.2. Расчет собственной частоты упругих контактных колебаний подшипника 600029 ГОСТ 7242-81
3.3. Определение долговечности подшипника
3.4. Расчет долговечности подшипника 600029 ГОСТ 7242-81
4. Исследовательская часть
4.1. Изучение разрушенного подшипника
4.1.1. Методика проведения исследований
4.1.2. Результаты исследований
4.2. Патентные исследования
4.3. Измерение шума и вибрации
5. Конструкторская часть
5.1. Разработка конструкции упругого подшипника
5.2. Определение долговечности упругого подшипника
5.3. Проектирование пресс-формы
5.4. Рекомендации по изменению конструкции электропривода
6. Экономическая часть
6.1. Организация рабочего места
6.2. Расчет затрат на проведение исследований
6.2.1. Расчет заработной платы исследователя
6.2.2. Расчет затрат на энергию
6.2.3. Расчет затрат на вспомогательные материалы
6.2.4. Амортизация основных фондов
6.3. Определение экономического эффекта
7. Экологическая часть
7.1. Мероприятия производственной санитарии
7.2. Организация производственного освещения
7.3. Шум и вибрация как фактор производства
7.3.1. Воздействие шума и вибрации на организм человека
7.3.2. Нормирование спектров шумов и вибраций
7.3.3. Защита от шума и вибрации
7.3.4. Влияние конструкции упругого подшипника на шум и вибрацию механизма
Заключение
Список используемой литературы
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Непрерывное развитие ряда важнейших отраслей техники, в частности авиационной, ракетной, приборо- и станкостроительной, автомобильной, электромашиностроительной и др., связано с применением большого числа подшипников качения в качестве опор различных вращательных и колебательных узлов и механизмов. Использование подшипников качения связано с их основными преимуществами: высокой жесткостью и точностью, малыми габаритными размерами и моментом сопротивления вращению, низкой себестоимостью, простотой сборки и эксплуатации, надежностью работы в условиях больших нагрузок. В настоящее время обеспечивается стабильность положения центра масс быстровращающихся роторов на шарикоподшипниках на уровне сотых долей микрометра. Срок службы таких подшипников даже при больших частотах вращения достигает нескольких десятков тысяч часов.
В большинстве случаев качество работы всего устройства зависит от динамических явлений, происходящих в подшипниковых опорах. Поэтому вопросы диагностики всего узла неразрывно связаны с диагностикой подшипникового узла как отдельной роторной системы, являющейся основным источником нежелательных помех всего механизма или прибора.
В последнее время проводятся исследования, направленные на изучение характера и свойств динамических характеристик подшипников роторных систем при различных условиях и режимах работы.
Все явления, происходящие в подшипниковых узлах, носят вибрационный характер, поэтому момент сопротивления вращению, меняющиеся параметры масляной пленки в подшипнике, колебания колец и др. процессы можно рассматривать как вибрационные изменения, а методы обработки и анализа идентичны всем этим процессам.
Вибрации являются основной причиной большей части повреждений подшипников. Они возбуждаются периодическими или внезапно приложенными силами, действующими как самостоятельно, так и в сочетании с термическими, статическими и др. факторами.
Под воздействием периодически изменяющихся сил или моментов подшипники совершают вынужденные упругие колебания, которые становятся особенно сильными в зоне резонансов, когда частоты возмущающих сил и моментов совпадают с частотами собственных колебаний системы. Вероятность возникновения резонансных режимов возрастает с увеличением быстроходности машин.
Улучшение показателей машин приводит к увеличению их быстроходности, повышению энергонапряженности, усложнению рабочих процессов и конструктивных схем. Вследствие этого в современных машинах усложняется характер колебаний, и увеличиваются нагрузки от них на детали. Анализ знакопеременного движения динамических систем и сил, связанных с этим движением, важен для определения их влияния на характеристики и надежность рассматриваемых систем. Известными методами могут быть решены практические задачи, связанные с колебаниями основных деталей машин. Сочетание теоретических методов расчета с экспериментальными исследованиями позволяет установить наиболее удачные конструктивные формы машин и деталей, обеспечивающие их работу в условиях отсутствия резонансных режимов.
Борьба с колебаниями становится неотъемлемым условием обеспечения высокого качества машин. Она ведется на этапах проектирования, доводки, серийного производства и эксплуатации машин. Уменьшение колебаний в деталях и узлах машин происходит в результате использования как естественного, так и искусственного демпфирования. Первое достигается вследствие внутреннего трения в материале и узлах конструкции и внешнего трения от взаимодействия колеблющейся детали или узла с внешней средой; второе – за счет применения антивибраторов, демпферов, успокоителей.
В данной работе проводятся исследование и анализ процессов, происходящих в подшипниковых узлах. Проблематика исследований состоит в теоретическом и экспериментальном определении частот и форм собственных колебаний, в анализе вынужденных колебаний и их устойчивости, в установлении возможности уменьшения амплитуд при резонансных режимах работы, в выборе эффективных мер борьбы с ними в рабочем диапазоне частоты вращения подшипников качения.
Все проводимые исследования преследуют цель – проанализировать факторы, действующие на рабочие характеристики подшипника, и разработать конструкцию упругого подшипника, позволяющего значительно снизить амплитуды колебаний при переходе через критические скорости и тем самым уменьшить передачу вибраций от опор вращения к корпусу машины.
Задачи дипломной работы:
— исследование упругих свойств материалов: пластмассы, резины, стали;
— изучение теории контакта тел качения и колец (внутреннего и внешнего) подшипника;
— проведение патентных исследований упругих подшипников;
— обоснование эффективности применения упругих подшипников;
— экспериментальное исследование жесткости упругих элементов подшипников;
— подведение итогов теоретических и экспериментальных исследований.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Бальмонт В.Б., Матвеев В.А. Опоры качения приборов. – М.: Машиностроение, 1976. – 239с.
2. Безопасность жизнедеятельности / Кукин П.П., Лапин В.Л., Подгорных Е.А. и др. – М.: Высшая школа, 1999. – 318с.
3. Бейзельман Р.Д., Цыпкин Б.В., Перель Л.Я. Подшипники качения: Справочник. – М.: Машиностроение, 1975. – 573с.
4. Гаевик Д.Т. Подшипниковые опоры современных машин. – М.: Машиностроение, 1985. – 245с.
5. Гольтштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. – М.: Металлургия, 1985. – 395с.
6. Гуляев А.П. Металловедение. – М.: Металлургия, 1978. – 476с.
7. Давыдов А.П. Резиновые подшипники в машиностроении. – М.: Машиностроение, 1976. – 199с.
8. Дриц М.Е., Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение. – М.: Высшая школа, 1990. – 387с.
9. Кельзон А.С., Циманский Ю.Т., Яковлев В.И. Динамика роторов в упругих опорах. – М.: Наука, 1982. – 279с.
10. Ковалев М.П., Народецкий М.З. Расчет высокоточных шарикоподшипников. – М.: Машиностроение, 1980. – 375с.
11. Конструкционные пластмассы. Свойства и применение. 1969. – 198с.
12. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1972. – 511с.
13. Маслов Г.С. Расчеты колебаний валов. – М.: Машиностроение, 1980. – 151с.
14. Материаловедение и технология металлов / Под ред. Фетисова Г.П. и др. – М.: Высшая школа, 2002. – 321с.
15. Мозберг Р.К. Материаловедение. – М.: Высшая школа, 1991. – 456с.
16. Обеспечение безопасности жизнедеятельности в машиностроении / Еремин В.Г., Сафронов В.В., Схиртладзе А.Г. и др. – М.: Машиностроение, 2000. – 391с.
17. Перель Л.Я., Филатов А.А. Подшипники качения: Справочник. – М.: Машиностроение, 1992. – 606с.
18. Подшипники качения: Справочник-каталог. – М.: Машиностроение, 1984. – 280с.
19. Полимеры в узлах трения машин и приборов: Справочник / Под ред. Чичинадзе А.В. – М.: Машиностроение, 1988. – 327с.
20. Приборные шариковые подшипники: Справочник / Под ред. Явленского К.Н., Нарышкина В.Н., Чаадаевой Е.Е. – М.: Машиностроение, 1985. – 351с.
21. Рагульскис К.М., Юркаускас А.Ю. Вибрация подшипников. – Л.: Машиностроение, 1985. – 117с.
22. Ривлин Ю.И. Металлы и их заменители: Справочник. – М.: Металлургия, 1973. – 213с.
23. Руководство к дипломному проектированию по технологии машиностроения, металлорежущим станкам и инструментам. / Худобин Л.В., Гречишников В.А., Маеров А.Г. и др. – М.: Машиностроение, 1986. – 287с.
24. Федюкин Д.Л., Махлис Ф.А. Технические и технологические свойства резин. – М.: Химия, 1985. – 236с.
25. Циммерман Р., Гюнтер К. Металлургия и материаловедение: Справочник. – М.: Металлургия, 1982. – 412с.
26. Чуб Е.Ф. Реконструкция и эксплуатация опор с подшипниками качения: Справочник. – М.: Машиностроение, 1981. – 365с.
