Материалы валов и осей

Углеродистые стали: 20, 30, 40, 45, 50;

Легированные стали: 20Х, 40Х, 40ХН, 18 Х2Н4А

Валы-шестерни: 12ХН3А, 12Х243А – цементация;

Валы для насадных колес серийных редукторов: 45 (У, НВ 260…285);

40Х (У, НВ 269…302);

Участки валов под манжетные уплотнения: НВ > 300 + особо тщательная обработка поверхности;

Упрочнение галтелей и канавок: механическое, термическое, химико-термическое;

Опоры валов и осей

Опоры валов и вращающихся осей (деталей) воспринимают нагрузки, действующие на эти детали, и сохраняют постоянное положение осей вращение.

По виду реализуемого трения опоры разделяются:

1. Опоры скольжения:

Коэффициент трения скольжения: ;

2. Опоры качения

К оэффициент трения качения К имеет размерность длины, мал, является постоянным в начале и конце движения. Например, "закаленная сталь по закаленной стали": К = 0,001см

Подшипники качения

Достоинства подшипников качения:

- относительно малая стоимость (массовое производство);

- малые потери на трения (при пуске и установившемся движении – одинаковы);

- взаимозаменяемость (высокая ремонтопригодность);

- относительно низкие эксплуатационные расходы;

- сравнительно малые осевые размеры;

Сравнительные недостатки подшипников качения :

- чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам;

- ограничение по частоте вращения (влияние центробежных сил);

- сравнительно большие диаметральные размеры; неразъемность конструкции, что затрудняет монтаж и демонтаж машины;

- шум при больших частотах;

- невозможность работы в агрессивных средах;

Классификация пк

1.По форме тел качения:

- шариковые ПК;

- роликовые ПК;

Типы роликов

2. По направлению воспринимаемой нагрузки:

3. По размерам

- диаметров (серии диаметров):

а – сверхлегкая серия;

б – особолегкая серия;

в – легкая серия;

г – средняя серия;

д – тяжелая серия;

(d = const; D↑; B↑)

- по ширине:

1 – узкая серия;

2 – нормальная серия;

3 – широкая серия;

4 – особоширокая серия;

(d = const; D = const; B↑)

4. По степени точности (классы точности):

0 – нормальная точность;

6 – повышенная точность;

5 – высокая точность;

4 – прецизионная точность;

2 – сверхпрецизионная точность;

(от 0-й до 2-й точность ↑ в 5…8 раз; стоимость ↑ ≈ 10 раз)

5. По способности к самоустановки:

- самоустанавливающиеся;

- несамоустанавливающиеся;

6. По числу рядов качения:

- однорядные;

- многорядные;

Характеристики основных типов пк

1. Шариковые радиальные ПК:

О собенности:

- дешевы;

- наиболее быстроходные;

- имеют массовое применение;

- способны воспринимать радиальные и осевые нагрузки;

Рекомендуемое отношение осевой и радиальной нагрузок:

;

Сепараторы: стальные, змейковые; для малых диаметров – латунные (с загибом);

Допускаемые углы пере коса: ;

К онструктивные модификации: - с защитными шайбами (с заложенной смазкой); - с канавкой на наружном кольце:

2. Радиальные ПК с короткими цилиндрическими роликами:

Особенности:

- дороже радиальных шариковых;

- уступают им в быстроходности;

- высокая нагрузочная способность;

- не воспринимают осевые нагрузки;

- высокая точность посадочных мест;

Допускаемые углы перекоса: ;

3. Самоустанавливающиеся двухрядные ПК:

- шариковые двухрядные сферические

Особенности:

- уступают радиальным ШПК в быстроходности;

- хуже воспринимают осевую нагрузку (1-й ряд шариков нагружается, 2-й - разгружается);

Допускаемые углы перекоса: [Θ] = 2⁰…3⁰;

- роликовые двухрядные сферические

Особенности:

- нагрузочная способность выше;

- быстроходность ниже;

- стоимость выше;

Допускаемые углы перекоса: [Θ] = 2⁰…3⁰;

4. Роликовые игольчатые ПК

Особенности:

- наибольшая нагрузочная способность;

- малые диаметральные размеры;

- не воспринимают осевые нагрузки;

- отсутствие сепаратора (высокие потери на трение);

- не допускают перекосов (высокие требования к точности деталей);

- сравнительно низкая быстроходность (из-за потерь); - для уменьшения габаритов иногда используются без колец (закладываются между деталями, например, карданные валы);

4. ПК с витыми роликами

Ролики полой конструкции представляют навитую стальную ленту.

Особенности:

- низкая нагрузочная способность;

- низкая быстроходность;

- сложность изготовления;

- не воспринимают осевые нагрузки;

- обладают упругими свойствами, что улучшает динамические свойства системы;

- менее чувствительны к загрязнению;

- менее чувствительны к перекосам, по сравнению с длинными роликами;

7. Радиально-упорные шариковые ПК

О собенности:

- сложны в изготовлении;

- относительно дороги;

- по быстроходности уступают шариковым радиальным;

F_a ≈ F_r (из-за угла контакта

Сепараторы: монолитные (латунь, бронза, текстолит);

Конструктивная модификация: угол контакта α = 12⁰; 26⁰; 36⁰;

7. Роликовые конические ПК (радиально-упорные)

О собенности:

- высокая нагрузочная способность;

- ограниченная быстроходность (потери);

- наружное кольцо – съемное (удобство монтажа-демонтажа; регулировки зазоров);

Углы контакта α = 12⁰ …16⁰; имеются ПК с повышенным углом контакта α = 26⁰;

Допускаемые углы перекоса: ;

Сепараторы: стальные, штампованные;

8. Упорные ПК

О собенности:

- воспринимают только осевую нагрузку;

- конструкция ПК – разъемная;

- имеются двухрядные ПК;

- при больших частотах вращения работают неудовлетворительно вследствие неблагоприятного влияния центробежных сил, действующих на тела качения;

- при больших частотах вращения работают неудовлетворительно вследствие неблагоприятного влияния центробежных сил, действующих на тела качения;