Головна

Тема 3.12. ПОДШИПНИКИ КОВЗАННЯ.

  1. Допуски ціліндрічності шийок вала під підшипники по ГОСТ 3325-85
  2. Завдання 3.12.
  3. І, до - наполегливі підшипники; 1 - внутрішнє кільце; 2 - тіло кочення; 3 - зовнішнє кільце; 4 сепаратор
  4. Лекція 5 (23.12.2003). Філософія середньовіччя.
  5. Визначення осьових навантажень на підшипники
  6. Визначення сил, що навантажують підшипники
  7. Основні принципи конструювання вузлів тертя, що містять підшипники кочення

3.12.1. Загальні відомості.

3.12.2. Конструкція підшипників ковзання.

3.12.3. Мастильні матеріали. Змазування підшипників.

3.12.4. Розрахунок підшипників ковзання.

3.12.1. Підшипники є опорами валів і обертових осей. Вони сприймають навантаження, прикладені до валу (осі), і передають їх на корпус машини. Від якості підшипників в значній мірі залежить надійність машин. По виду тертя вони діляться на підшипники ковзання і підшипники кочення.

У підшипниках ковзання поверхню цапфи вала (осі) ковзає по поверхні підшипника. При цьому виникає тертя ковзання, яке призводить до підвищеного зносу і нагріву. Для зменшення тертя між поверхнями ковзання вводять мастило.

переваги ПС:

· Зберігають працездатність при дуже високих кутових швидкостях валів;

· Пом'якшують поштовхи, удари і вібрації внаслідок демпфуючого дії масляного шару;

· Забезпечують установку валів з високою точністю;

· Дають можливість виготовляти роз'ємні конструкції;

· Мають мінімальні радіальні розміри;

· Допускають роботу із забрудненою мастилом;

· Спеціальні ПС здатні працювати в воді;

· Забезпечують безшумність роботи.

недолікиПС:

· Порівняно великі втрати на тертя і особливо під час пуску;

· Необхідність постійного догляду внаслідок високих вимог до мастилі і небезпеки перегріву;

· Велика витрата мастила і необхідність постійного контролю її наявності;

· Великі осьові габарити.

застосовують в високошвидкісних машинах (центрифуги, шліфувальні верстати і ін.), коли довговічність підшипників кочення різко скорочується; для валів, наприклад колінчастих, коли за умовами зборки потрібні рознімні підшипники; при роботі в хімічно агресивних середовищах і воді, в яких підшипники кочення непрацездатні; для валів, що сприймають ударні і вібраційні навантаження; при близько розташованих валах, коли потрібні малі радіальні розміри підшипників; в тихохідних маловідповідальних механізмах і машинах.

 13.12.2. Конструкції підшипників ковзання досить різноманітні. Багато в чому вони залежать від конструкції машини, в якій встановлюється підшипник. Основні елементи підшипників корпус і вкладиш (втулка). Часто підшипник не має спеціального корпусу. При цьому вкладиш розміщують безпосередньо в станині або рамі машини, наприклад підшипники двигунів, верстатів, редукторів та т. П.

У більшості випадків підшипники ковзання валів встановлюють в спеціальні корпусу, Які бувають двох видів: нероз'ємні і роз'ємні.

У нераз'емнихкорпусах підшипників вкладиш зазвичай являє собою втулку з антифрикційного матеріалу, запресовану в корпус. Вони прості за конструкцією і дешеві. Однак мають вкрай обмежене поширення, так як не дають можливості компенсувати знос втулки. Застосовують для опор тихохідних валів з невеликим навантаженням (сільськогосподарські машини, транспортери та ін.).

Роз'ємний корпуссостоіт з підстави і кришки, з'єднаних гвинтами, шпильками або болтами. Має два вкладиші (втулка, розрізана по діаметру), які встановлюють в корпус і в кришку і оберігають від провертання штифтом. Роз'єм полегшує монтаж або навіть є необхідною умовою складання, що дозволяє регулювати зазор в підшипнику, або ремонтувати підшипник шляхом повторних расточек вкладиша при зносі. Корпуси підшипників можуть бути виконані або заодно з якою-небудь деталлю машини - рамою, кожухом, шатуном, або у вигляді окремого вироби. Матеріалом для корпусів служить сірий чавун, що володіє хорошими ливарними властивостями. Переважне застосування отримали в загальному і особливо в важкому машинобудуванні.

Вбудовані підшипники (рис. 15.5) встановлюють безпосередньо в корпусі машини. Такий пристрій характерно для підшипників деяких

До ПС відносяться також підшипники з самоустанавливающимися вкладишами. Для компенсації непараллельности осей вала і розточування в корпусі, викликаних похибками і деформаціями, неточністю монтажу при великій довжині цапфи, використовують вкладиші з сферичними виступами, самоустановлювальні завдяки сполученню з корпусом по сферичної поверхні, забезпечуючи тим самим рівномірний розподіл навантаження в підшипнику.

Підшипники ковзання використовують для сприйняття радіальних і осьових навантажень, а іноді і для їх поєднання. Опора для сприйняття тільки осьового навантаження називається підп'ятником - це кільце з чавуну, бронзи або іншого антифрикційного матеріалу з прорізаними по торця мастильними канавками.

вкладиш- Основна деталь підшипника ковзання, безпосередньо сприймає передану цапфою навантаження. Найбільш прості за конструкцією нероз'ємні вкладиші - втулки, виготовлені з антифрикційного матеріалу. Товщина стінки вкладиша  . Роз'ємні вкладиші виготовляють з двох частин зі стиком в площині роз'єму підшипника. Їх виконують без буртиков, з одним і з двома буртиками. Товщина стінки вкладиша  , де діаметр цапфи вала, мм. Вкладиші без буртиков застосовують при дії на підшипник тільки радіальнойнагрузкі. При наявності крім радіальної також односторонньої або двосторонньої осьового навантаження використовують вкладиші з одним або двома завзятими буртиками. Два буртика вкладишів не тільки сприймають осьове навантаження, але і одночасно фіксують вкладиші від осьових зсувів щодо корпусу.

матеріал вкладишів повинен володіти низьким коефіцієнтом тертя, відсутністю схильності до заїдання, високою теплопровідністю і опірністю крихкому руйнуванню при дії ударних навантажень, досить високу зносостійкість. Зношуватися повинен вкладиш, а не цапфа вала, так як заміна вала значно дорожче вкладиша. Довговічність вкладиша збільшується зі збільшенням твердості поверхні цапфи вала, тому останню, як правило, обробляють до високої твердості.

бронзи мають найкращі антифрикційними властивостями, високі механічні характеристики, але порівняно погано прірабативаются, викликають підвищене зношування цапф, тому застосовуються в парі з загартованими цапфами. Бронзи широко застосовують у великосерійному і масовому виробництві.

антифрикційні чавуни володіють хорошими антифрикційними властивостями завдяки включенням вільного графіту, але прірабативаются гірше, ніж бронзи. Застосовують в тихохідних і помірно навантажених машинах.

Бабіти - Одні з кращих матеріалів для підшипників ковзання. Вони добре прірабативаются, мало зношують вал, стійки проти заїдання, але дороги і по міцності поступаються чавуну і бронзі. Бабітом заливають тільки робочу поверхню вкладишів (зі збільшенням товщини шару опір втоми зменшується. Міцність вкладишів забезпечується більш високі механічні властивості основи зі сталі або чавуну. Застосовують для відповідальних підшипників при важких і середніх режимах роботи (компресори та ін.).

металокерамічнівкладиші виготовляють пресуванням при високих температурах порошків бронзи або заліза з добавкою графіту, міді, олова або свинцю. Велика перевага таких вкладишів-висока пористість, яка використовується для насичення гарячою олією. Вкладиші, просочені маслом, можуть довго працювати без підведення мастила. Застосовують в тихохідних механізмах у місцях, важкодоступних для підведення масла.

пластмасовівкладиші (фторопласт, текстоліт, капрон, нейлон та ін.) мають дуже низький коефіцієнт тертя і високу зносостійкість (в 5 ... 6 разів вище, ніж у бронзи). Вкладиші з пластмас добре прірабативаются, стійкі проти заїдання. Застосовують в підшипниках гідротурбін, насосах, хімічної промисловості, машинах, що працюють в курній середовищі.

гумові вкладиші (шар гуми - обкладання поміщають всередині сталевої втулки) застосовують головним чином в підшипниках, що працюють в воді. Переваги: ??висока податливість, що компенсує неточність виготовлення, знижена чутливість потрапити на робочу поверхню вкладиша твердих частинок.

13.12.3. змазуванняпідшипників ковзання призначене для зниження втрат потужності на тертя, оберігання від корозії, зменшення зносу і збільшення відведення теплоти, що утворюється при роботі підшипника. Для нормальної роботи підшипників виключно важливо створити надійне змащення, що забезпечується раціональним вибором і підведенням до підшипника мастильного матеріалу.

Найважливішими властивостями мастильного матеріалу, що визначають його здатність, що змазує, є в'язкість і жирність.

в'язкість, Або внутрішнє тертя рідин, -властивість чинити опір зрушенню одного шару рідини по відношенню до іншого. Залежить від окружної швидкості валів, м / с, і температури нагріву масла, ° С.

Жирність (смачиваемость, липкість) -Здатність мастильного матеріалу до утворення і утриманню на поверхні тертя деталей, що труться машин тонких плівок масла.

В'язкість - індивідуальне якість даного масла, а жирність залежить від властивостей не тільки масла, а й цапфи вала і вкладишів підшипників.

Мастильні матеріали підрозділяються на рідкі, пластичні, т. е. густі (мазі), тверді.

рідкі олії- Основний мастильний матеріал підшипників. Вони рівномірно розподіляються по труться, мають малим внутрішнім тертям, добре працюють в значному діапазоні температур, надають охолоджуючу дію. Рідкі масла бувають мінеральні та органічні. Мінеральні масла-продукти перегонки нафти (індустріальні масла різних марок і ін.). Переважно застосовують для підшипників. Органічні масла-рослинні (лляне, рицинова і ін.) І тварини (кістковий жир і ін.) - Володіють високими змащувальні властивості, але вони дорогі і знаходять застосування лише в спеціальних випадках.

пластичнімастильні матеріали (солідол, консталін і ін.) виготовляють загущення рідких мінеральних масел спеціальними загустителями. Застосовують в підшипниках з невеликим виділенням тепла і при відсутності необхідності відведення теплоти за допомогою масла. Вони добре заповнюють зазори, герметизируя вузол тертя. Застосовуються в широкому діапазоні температур і режимів експлуатації. Особливість цих мастильних матеріалів - утримуватися на вертикальній площині, що має важливе значення для змащення підшипників вертикальних валів.

вода-застосовується для змащування підшипників з вкладишами з текстоліту, ДСП і деяких інших пластмас. При гумових обкладках вкладишів допустима мастило тільки водою.

тверді мастильні матеріали (графіт, тальк, слюда і ін.). Застосовують при високих і низьких температурах, в агресивних середовищах, при глибокому вакуумі, коли за умовами роботи підшипників можна застосувати рідкі і пластичні матеріали (текстильна, харчова та інші галузі промисловості). Тверді мастильні матеріали ефективні також і в звичайних умовах в якості добавки до рідких масел для збільшення протвозадірной стійкості, яка досягається освітою міцної плівки на металевих поверхнях, що захищає їх від схоплювання.

газоподібні мастильні матеріали (повітря, газ та ін.) застосовують в підшипниках швидкохідних і малонавантажених валів (шпинделі шліфувальних верстатів, центрифуги та ін.). Гідність повітряної мастила - невеликі втрати потужності в підшипниках на тертя і теплоутворення, так як в'язкість повітря дуже низька.

 Мастильний матеріал підводиться до підшипника по ходу обертання цапфи (найчастіше зверху) в зазор ненагруженной зони вкладиша. Розподіл його по довжині вкладиша здійснюється мастильними канавками. У місцях стику вкладишів на їх внутрішній поверхні роблять неглибокі кишені-холодильники А, Які охолоджують мастильний матеріал, розподіляють його по довжині цапфи і збирають продукти зношування. Щоб обмежити потік масла в напрямку до торців вкладиша, кишені не доводять до торців.

Підшипники ковзання, розташовані в стінках корпусів, змащують рідким маслом. Для підведення мастильного матеріалу після запресовування вкладиша свердлять отвори.

Види змазування вельми різноманітні. періодичне змазування, При якому рідка мастило подається до поверхні тертя через прес-маслянку під тиском за допомогою шприца, а пластичне мастило - колпачковой масельничкою, заповненої мастилом, яка видавлюється підгортанням ковпачка. Фітільнимі змазування забезпечує безперервністьподачі рідкого мастильного матеріалу до поверхні тертя за допомогою гніту. Змазування кільцем - найбільш досконалий спосіб непреривногосмазиванія підшипників. Здійснюється вільно висить на цапфі кільцем. Від сили тертя між цапфою і кільцем останнім обертається, захоплюючи з ванни масло, і подає його на цапфу.

Значення коефіцієнта корисної дії підшипників ковзання залежать від втрат на тертя поверхонь ковзання. В умовах напіврідинних мастила ККД однієї пари радіальних підшипників ковзання приймають = 0,96 ... 0,98.

13.12.4. Робота підшипників ковзання супроводжується головним чином абразивним зношуванням вкладишів і заїданням. У разі дії короткочасних перевантажень ударного характеру вкладиші підшипників можуть крихко руйнуватися. Крихкому руйнуванню схильні маломіцні антифрикційні матеріали, такі, як бабіти і деякі пластмаси. Втомне вищерблення поверхні вкладиша при дії змінних навантажень (двигуни внутрішнього згоряння і т. П.) Спостерігається порівняно рідко.

абразивне зношуваннявкладишів відбувається внаслідок влучень з мастильним матеріалом на поверхні тертя абразивних частинок (пилу, бруду) і неминучого тертя при пуску і зупинці. Якщо знос перевищує норму, вкладиш замінюють.

заїданнявідбувається при перегріві підшипника. Внаслідок тертя нагріваються цапфа, вкладиш і масло. З підвищенням температури знижується мастильна здатність масла, яка пов'язана з міцністю тонкої масляної плівки на поверхнях тертя. При підвищенні температури в робочій зоні підшипника до деякого критичного значення ця плівка руйнується. Виникає тертя без змащення (металевий контакт), що тягне за собою подальше підвищення температури і заїдання (схоплювання) поверхонь тертя. Заїдання призводить до виплавлення підшипника. Підшипник виходить з ладу. Так як знос і заїдання є причинами виходу з ладу підшипників, то основними критеріями працездатності і розрахунку підшипників ковзання є зносостійкість і теплостійкість.

Розрахунок наізносостойкость ітеплостойкость виконують як перевірки, коли відомі діаметр цапфи, який визначають при проектувальному розрахунку вала, і ширина вкладиша , яку призначають за рекомендацією: .

Розрахунок підшипників виконують умовно за двома показниками: середнім тиску

між цапфою і вкладишем і добутку . розрахунок по гарантує невидавліваніе мастила і являє собою розрахунок на зносостійкість. розрахунок по гарантує нормальний тепловий режим, т. е. відсутність заїдання, і являє собою розрахунок на теплостійкість. Для обмеження зносу і нагріву необхідно виконати умови

, ,

де - Радіальне навантаження на підшипник; - Окружна швидкість цапфи. Допустимі значення встановлені дослідним шляхом

Якщо при розрахунку дані умови не виконуються, то треба змінити матеріал або ширину вкладиша і повторити розрахунок.

Питання для самоперевірки.

1. Назвіть переваги підшипників ковзання.

2. У яких випадках застосовують самоустановлювальні підшипники?

3. Які вимоги пред'являються до вкладишів підшипників ковзання? З яких матеріалів виконують вкладиші?

4. Який вид опор (ковзання або кочення) слід застосувати при наявності значної ударної або вібраційного навантаження?

5. Запишіть умови, які гарантують зносостійкість і необхідний тепловий режим підшипників ковзання.

6. Описати будову підшипників ковзання.

7. Назвіть основні види руйнування підшипників ковзання.

8. Назвіть недоліки підшипників ковзання.

9. Які мастильні речовини і в яких випадках застосовують для опор валів?

 



Попередня   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   Наступна

Завдання. | Тема 3.3. Фрикційна передача. | Завдання. | Тема 3.4. пасової передачі | Тема 3.5. зубчасті передачі | Сили, що діють в зачепленні. | Тема 3.6. черв'ячні передачі | Тема 3.8. ПЕРЕДАЧА ВИНТ-ГАЙКА | Тема 3.9. Ланцюгові передачі. | Тема 3.10. Загальні відомості про деякі механізми. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати