44.Расчет валиков на прочность и жесткость.

Милосердин с. 238

45.Трение в кинематических парах.

См. ЛЕКЦИЯ 9

46.Классификация подшипников.

В зависимости от принципа действия подшипники делят на два основных вида: подшипники качения и подшипники скольжения (шарнирные). В первом случае в качестве основного узла, уменьшающего трение выступают тела качения (шарики или ролики). Во втором случае тела качения отсутствуют и трение уменьшается за счет гладких, как правило смазываемых поверхностях.

Классификация подшипников качения осуществляется по следующим признакам:

по направлению воспринимаемой нагрузки относительно вала (радиальные, радиально-упорные, упорно-радиальные, упорные)

по форме тел качения – шариковые, роликовые и комбинированные, причем роликовые могут быть с различными роликами: цилиндрическими короткими, длинными и игольчатыми, а так же бочкообразными, коническими и витыми.

по числу рядов тел качения (однорядные, двурядные, трехрядные, четырехрядные, многорядные);

по способу монтажа подшипника в опоре (со стопорной канавкой, с упорным бортом, закрепительными или стяжными втулками)

по способности устанавливаться на опоре (самоустанавливающиеся и несамоустанавливающиеся);

по наличию защиты внутренней полости подшипника (открытые, с защитными шайбами, с уплотнениями)

по иным конструктивным особенностям (с цилиндрическим или конусным отверстием внутреннего кольца, сдвоенные, сферической посадочной поверхностью наружного кольца, бортами на наружных или внутренних кольцах, отсутствию одного или нескольких конструктивных элементов и др.)

Основная классификация основана на двух признаках: типу воспринимаемой нагрузки и форме тел качения. Вот основные типы:

шариковый радиальный

шариковый радиальный сферический

шариковый радиально-упорный

шариковый упорный

роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами

роликовый радиальный со сферическими роликами

роликовый радиальный с длинными цилиндрическими роликами

роликовый радиальный с витыми роликами

роликовый конический

роликовый упорный

Классификация подшипников скольжения осуществляется по следующим признакам:

по типу соединений (для неподвижных соединений и для подвижных соединений)

по направлению воспринимаемой нагрузки (радиальные и упорные)

Помимо стандартных конструкций изготавливается большое количество подшипников специальных конструкций.

47.Подшипники скольжения. Достоинства. Недостатки

Подшипник скольжения - это опора или направляющая, в которой цапфа (опорная поверхность вала) скользит по поверхности вкладыша (подшипника).

Классификация подшипников скольжения

По направлению воспринимаемой нагрузки:

1. радиальные - воспринимают нагрузку в радиальном направлении

2. упорные (осевые) - воспринимают нагрузку в осевом направлении

При совместном действии радиальных и осевых нагрузок применяют совмещенные опоры, в которых осевую нагрузку воспринимают торцы вкладышей или специальные гребни.

По принципу образования подъемной силы в масляном слое:

1. гидродинамические - избыточное давление в масляном слое создается за счет затягивания масла в клиновой зазор при относительном движении поверхностей. Более простые, чем с гидростатической смазкой.

2. гидростатические - давление создается насосом.

Радиальный подшипник скольжения:

1 - корпус; 2 - вкладыш; 3 - отверстие для подачи смазочного материала; 4 - цапфа; 5 - маслораздаточная канавка

Радиально-упорный подшипник скольжения

Области применения подшипников скольжения

Подшипники скольжения применяются:

1. при ударных и вибрационных нагрузках

2. при особо высоких частотах вращения

3. для точных опор с постоянной жесткостью

4. для опор с малыми радиальными размерами

5. для разъемных опор

6. для особо крупных и миниатюрных опор

7. при работе в экстремальных условиях (высокие температуры, абразивные и агрессивные среды)

8. для неответственных и редко работающих механизмов

Подшипники скольжения широко применяют в двигателях внутреннего сгорания, паровых и газовых турбинах, насосах, компрессорах, центрифугах, прокатных станах, в тяжелых редукторах и других машинах.

Достоинства / недостатки подшипников скольжения

Подшипники скольжения легче и проще в изготовлении, чем подшипники качения, бесшумны, обладают постоянной жесткостью и способностью работать практически без износа в режиме жидкостной и газовой смазки, хорошо демпфируют колебания. К недостаткам подшипников скольжения можно отнести сложность системы смазки для обеспечения жидкостного трения, необходимость применения цветных металлов, повышенные пусковые моменты и увеличенные размеры в осевом направлении. При работе с жидкими и пластичными смазочными материалами температура подшипника не может превышать 150 °С . Однако некоторые самосмазывающиеся материалы допускают работу при температурах до 700 °С.

Режимы смазки подшипников скольжения

Существует три режима смазки подшипников скольжения:

1. граничная - при неподвижном вале на поверхности цапфы остается тонкая масляная пленка, за счет которой происходит смазывание взаимодействующих поверхностей. Малоэффективный вид смазки, т.к. происходит контакт большого количества микронеровностей. Также теряются объемные свойства масла, например, вязкость, которая оказывает сопротивление относительному перемещению слоев масла.

2. полужидкостная - при вращении вала между цапфой и вкладышем подшипника скольжения образуется небольшой несущий масляный слой, который способен воспринимать нагрузку и осуществляет смазывание. При этом вал всплывает из-за подъемной силы, котрая действует на него со стороны масляного слоя. При данном виде смазывания имеется контакт микронеровностей в небольшом количестве точек.

3. жидкостная - при увеличении скорости вращения вала трущиеся поверхности цапфы и вкладыша подшипника скольжения полность разделены несущим масляным слоем. Контакта микронеровностей не происходит.

Граничный и полужидкостной режимы смазки подшипников сколжения являются несовершенными.

Посадки подшипников скольжения

Назначаются посадки с зазором. Для обеспечения наибольшей долговечности необходимо, чтобы при работе в установившемся режиме износ подшипников был минимальным. Это достигается при жидкостной смазке, когда поверхности цапфы и вкладыша подшипника полностью разделены слоем смазочного материала.

Предпочтительные посадки (в системе отверстия):

1. H7/f7 - применяется в подшипниках скольжения малых и средних по мощности электродвигателей.

2. H7/e8, H8/e8 (предпочтительные), Н7/е7 - обеспечивают легкоподвижное соединение при жидкостной смазке. Их применяют для быстровращающихся валов больших машин. Например, первые две посадки применяют для валов турбогенераторов и электромоторов, работающих с болышши нагрузками. Посадку Н9/е9 применяют для крупных подшипников в тяжелом машиностроении, свободно вращающихся на валах зубчатых колес и других деталей, включаемых муфтами сцепления, для центрирования крышек цилиндров. В целях увеличения надежности машин эту посадку следует заменять аналогичной посадкой Н8/е8.

3. H7/d8 - применяют при большой частоте вращения и относительно малом давлении в крупных подшипниках.

4. Н7/с8, Н8/с9 - характеризуются значительными гарантированными зазорами, используют для соединений с невысокими требованиями к точности центрирования. Наиболее часто эти посадки назначают для подшипников скольжения (с различными температурными коэффициентами линейного расширения вала и втулки), работающих при повышенных температурах (в паровых турбинах, двигателях, турбокомпрессорах, турбовозах и других машинах, в которых при работе зазоры значительно уменьшаются вследствие того, что вал нагревается и расширяется больше, чем вкладыш подшипника).