68.Подшипники скольжения. Их достоинства и недостатки. Область применения.
Подшипники скольжения
Подшипник скольжения, опора или направляющая механизма или машины, в которой трение происходит при скольжении сопряжённых поверхностей. В большинстве случаев подшипники скольжения состоят из корпуса, вкла-дышей и смазывающих устройств. Конструкции подшипников разнообразны и определяются конструкцией машины. В простейшем случае подшипник представляет собой втулку (вкладыш), встроенную в станину машины.
Достоинства и недостатки подшипников скольжения
Достоинства подшипников скольжения: • Надежно работают в высокоскоростных приводах (подшипники качения в этих условиях имеют низкую дол-говечность). • Способны воспринимать большие ударные и вибрационные нагрузки вследствие демпфирующего действия масляного слоя. • Работают бесшумно. • Имеют сравнительно малые радиальные размеры. • Разъемные подшипники допускают установку их на шейки коленчатых валов; при ремонте не требуют де-монтажа муфт, шкивов и т.д. • Для тихоходных машин могут иметь весьма простую конструкцию. Недостатки подшипников скольжения: • В процессе работы требуют постоянного надзора из-за высоких требований к смазыванию и опасности пере-грева. • Перерыв в подаче смазочного материала ведет к выходу из строя подшипника. • Имеют сравнительно большие осевые размеры. • Значительные потери на трение в период пуска и при несовершенной смазке. • Большой расход смазочного материала.
Применение подшипников скольжения
Подшипники скольжения применяют для: • Валов с ударными и вибрационными нагрузками. • Коленчатых валов, когда по условиям сборки требуются разъемные подшипники. • Валов больших диаметров, для которых отсутствуют подшипники качения. • Тихоходных машин.
69.Подшипники качения. Их достоинства и недостатки. Область применения.
Подшипником скольжения называют опору для поддержания вала (или вращающейся оси). В таком подшипнике цапфа вращающегося вала (или оси) проскальзывает по опоре.
В зависимости от направления воспринимаемой нагрузки подшипники скольжения различают:
– радиальные (воспринимают радиальные нагрузки);
– упорные (подшипники) – воспринимают осевые нагрузки;
– радиально-упорные – одновременно воспринимают радиальные и осевые нагрузки.
Радиальные подшипники скольжения (или просто подшипники скольжения) предназначены для восприятия радиальной нагрузки. В таких подшипниках поверхности цапфы вала (или оси) и подшипника находятся в условиях относительного скольжения. При этом возникает трение, которое приводит к изнашиванию пары вал (ось) — подшипник.
Подшипники скольжения применяются ограниченно и лишь в тех областях, где они сохранили свои преимущества, а именно: для весьма быстроходных валов, в режиме работы которых долговечность подшипников качения очень мала; для осей и валов, требующих весьма точной установки; для валов очень большого диаметра (при отсутствии стандартных подшипников качения); когда по условиям сборки подшипник должен быть разъемным; при работе подшипника в воде, агрессивной среде для тихоходных валов неответственных механизмов и в особых условиях.
Подшипник скольжения должны удовлетворять следующим основным требованиям:
а) конструкции и материалы должны быть такими, чтобы потери на трение и износ их и вала были минимальными;
б) должны быть достаточно жесткими и прочными;
в) размеры их трущихся поверхностей должны быть достаточными для восприятия действующего на них давления;
г) сборка, установка и обслуживание должны быть простыми.
Для уменьшения трения и нагрева, повышения КПД подшипники смазывают.
Достоинства и недостатки подшипников скольжения
Достоинства подшипников скольжения:
- сохранение работоспособности при высоких угловых скоростях валов (газодинамические подшипники в турбореактивных двигателях при n > 10 000 об/мин);
- при больших скоростях вращения - при необходимости точного центрирования осей;
- выдерживание больших радиальных нагрузок;
- возможность изготовления разъемной конструкции, что допускает их применение для коленчатых валов;
- небольшие габариты в радиальном направлении, что позволяет применять в машинах очень малых и очень больших габаритах;
- сохранение работоспособности в особых условиях (в химически агрессивных средах, воде, при значительном загрязнении);
- бесшумность работы и обеспечение виброустойчивости вала при работе подшипника в режиме жидкостного трения (масляный слой между поверхностями цапфы и вкладыша обладает способностью гасить колебания);
- теоретически бесконечный ресурс при жидкостном трении;
- способность демпфирования;
- простота изготовления и ремонта.
Недостатки подшипников скольжения:
- большое изнашивание вкладышей и цапф валов из-за трения (не относится к подшипникам, работающим в режиме жидкостного трения, КПД которых > 0,99);
- необходимость применения дорогостоящих цветных сплавов (бронза, баббит) для вкладышей;
- необходимость постоянного ухода и большой расход дорогих смазочных материалов, необходимость его очистки и охлаждения;
- значительные потери на трение в период пуска и при несовершенной смазке;
- большой пусковой момент;
- высокая стоимость и малая технологичность;
- значительные габариты в осевом направлении (длина вкладышей может достигать 3d, где d — диаметр цапфы вала);
- не обеспечена взаимозаменяемость подшипников при ремонте, так как большинство типов подшипников не стандартизовано.
Кроме того, следует иметь в виду, что массовое производство подшипников скольжения не организовано.
Подшипники скольжения следует применять там, где нельзя применить подшипники качения, а именно:
а) когда подшипник должен быть разъемным по оси (например, подшипники средних шеек коленчатого вала);
б) для очень больших нагрузок, когда подходящих стандартных подшипников качения подобрать нельзя;
в) для сверхбыстроходных валов, где центробежные силы инерции не допускают применения подшипников качения;
г) для работы в сильно загрязненной среде или воде.
Область применения подшипников скольжения
- Для валов с ударными и вибрационными нагрузками (двигатели внутреннего сгорания, молоты и др.).
- Для коленчатых валов, когда по условиям сборки необходимы разъемные подшипники.
- Для валов больших диаметров (диаметром более 1 м), для которых отсутствуют подшипники качения.
- Для высокоскоростных валов, когда подшипники качения непригодны вследствие малого ресурса (центрифуги и др.).
- При очень высоких требованиях к точности и равномерности вращения (шпиндели станков и др.).
- В дешевых тихоходных машинах, бытовой технике.
- При работе в воде и агрессивных средах, в которых подшипники качения непригодны;
- Опоры близко расположенных валов.
Распространенное мнение, что подшипники скольжения дешевле подшипников качения, глубоко ошибочно.