2.4 Условный расчет подшипников скольжения

Этот расчет непосредственно не отражает наличие жидкостного трения, но, благодаря своей простоте и большому накопленному опыту по допускаемым величинам, достаточно широко применяется в машиностроении.

а) расчет на удельное давление:

(4)

б) на удельную мощность трения:

(5)

Для ответственных и быстроходных подшипников желательно производить проверку по гидродинамической теории.

Пример проверочного расчёта радиального подшипника скольжения

Исходные данные: частота вращения n , мин^-1 100

Диаметр подшипника d , мм 30

Длинна подшипника l , мм 25

Сила действующая на подшипник P , H 100

Коэффициент трения f 0.01

Материал подшипника БрАЖ9-4 , Со смазкой

Характеристики материала:

допускаемая удельная нагрузка [p] , МПа 15

допускаемая скорость [v] , м/с 4

велечина характеризующая износ [pv] , МПа·м/с 12

максимальная рабочая температура T , C° 250

Метод расчёта:

Расчёт произведён теоретическим методом по удельной нагрузке [1].

Характеристики материалов взяты с источника [2].

Область применения расчёта:

Данная методика расчёта распространяется на радиальные подшипники скольжения, не испытывающие осевой нагрузки, работающие при смазке (подразумевается жидкостная смазка либо полужидкостная) и без смазки (либо смазке водой).

Расчет подшипника скольжения.

Окружная скорость на шейке вала: v = 0,16 (м/с)

Удельная нагрузка в подшипнике: p = 0,13 (МПа), что меньше допускаемой.

Сопостовление допускаемой и расчетной нагрузок в подшипнике: η₁ = 112,50

Сопоставление допускаемой и расчетной велечины pv: η₂ = 573,25

Момент трения на шипе: М_Т = 15,00 (Н·м)

Потеря мощности на трение в подшипнике и соответствующее тепловыделение: A = 0,16 (Вт).

Подшипник прочен.

3. Подшипники качения

Рис. 5. Принципиальная схема опоры с подшипником качения

Подшипники качения работают преимущественно при трении качения и состоят из двух колец, тел качения, сепаратора, отделяющего тела качения друг от друга, удерживающего на равном расстоянии и направляющего их движение. По наружной поверхности внутреннего кольца и внутренней поверхности наружного кольца (на торцевых поверхностях колец упорных подшипников качения) выполняют желоба – дорожки качения, по которым при работе подшипника катятся тела качения.

а) б) в)

г) д)

Рис. 6. Виды подшипников качения (приведены только некоторые виды тел качения): а) с шариковыми телами качения, б) с короткими цилиндрическими роликами, в) с длинными цилиндрическими или игольчатыми роликами, г) с коническими роликами, д) с бочкообразными роликами

В некоторых узлах машин в целях уменьшения габаритов, а также повышения точности и жесткости, применяются так называемые совмещенные опоры: дорожки качения выполняются непосредственно на валу или на поверхности корпусной детали. Некоторые подшипники качения изготовляют без сепаратора. Такие подшипники имеют большое число тел качения и, следовательно, большую грузоподъемность. Однако предельные частоты вращения бессепараторных подшипников значительно ниже вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.

Рис. 7. Вариант применения «безобъемного» подшипника