3.Опоры валов и осей

Опорами называются устройства, предназначенные для монтирования движущихся деталей и обеспечения вращательного движения одной детали относительно другой (поддержания валов и осей).

Опоры валов и осей направляют движение, воспринимают радиальные или осевые нагрузки в процессе работы, обеспечивая фиксированное положение вала или оси в радиальном и осевом направлениях.

Цапфой называется часть вала или оси, находящаяся в подшипнике и испытывающая при вращении трение. Опора, воспринимающая осевые нагрузки называется подпятником.

Опора включает два звена - цапфу и подшипник. Для валов, работающих при больших скоростях и значительных нагрузках, опоры проектируются высокопрочными и износостойкими, с устройствами для отвода теплоты.

Опоры приборов, работающие при небольших нагрузках и скоростях, обеспечивают наименьший момент трения, т.е. наибольшую точность перемещения, они надежны в работе и сохраняют свободу вращения при изменении температуры рабочей среды.

Опоры выполняются с трением скольжения, качения, упругости, а также с жидкостными или воздушными прослойками и на магнитных подвесках.

3.1.Подшипники скольжения, назначение и классификация

Подшипники служат опорами валов и вращающихся осей. Во избежания снижения кпд механизма, потери в подшипниках должны быть минимальными. От качества подшипников в значительной степени зависит работоспособность и долговечность машин.

Подшипники по виду трения различают:

1. Подшипники скольжения, в которых опорный участок вала (цапфа-шип, шейка, пята) скользит по поверхности подшипника.

2. Подшипники качения, в которых трение скольжения заменяют трением качения посредством применения шариков или роликов между опорными поверхностями подшипника и вала.

Достоинства опор с трением скольжения (подшипников скольжения): простота и несложность устройства, невысокая стоимость, небольшая чувствительность к ударным нагрузкам, незначительный момент трения в опорах слабонагруженных измерительных устройств при невысоких скоростях вращения, плавность вращения валов и бесшумность работы.

Недостатки: требуют постоянного внимания за смазкой и нагревом, значительные потери на трение в период пуска и недостаточной смазки, повышенный расход смазочного материала, относительно большая длина цапф.

По виду трения скольжения определяют:

подшипники сухого трения - работают на твёрдых смазочных материалах или без смазочных веществ;

подшипники граничного (полужидкостного трения);

подшипники жидкостного трения;

подшипники с газовой смазкой.

В подшипниках сухого трения коэффициент трения незначительно изменяется в зависимости от основных параметров режимов работы (удельной нагрузки и угловой скоростью цапфы). В подшипниках граничного трения параметры данные влияют и являются существенными.

В зависимости от направления воспринимаемой нагрузки подшипники скольжения различают: радиальные, служащие для восприятия радиальных нагрузок, упорные или подпятники, служащие для восприятия осевых нагрузок - параллельно геометрическим осям валов, радиально-упорные, служащие для применения при одновременных радиальных и осевых нагрузках.

Подшипники скольжения имеют ограниченное использование по сравнению с подшипниками качения и применяются в следующих устройствах:

- для очень быстроходных валов (долговечность подшипников качения очень небольшая), при вибрационных нагрузках вала;

- для требуемой точной установки валов и осей, сборки вала;

- для валов очень большого диаметра (отсутствуют подшипники качения) и миниатюрные детали;

- для обеспечения условий монтажа, когда подшипники должны быть разъемными, например, для коленчатого вала;

- при работе подшипников в воде, агрессивной среде (подшипники качения неработоспособны), при недостаточной смазки и без смазки;

- для тихоходных валов неответственных механизмов, когда подшипники скольжения оказываются не сложными по конструкции и не дороже подшипников качения.

Недостатки: требуют постоянного внимания за смазкой и нагревом, значительные потери на трение в период пуска и недостаточной смазки, повышенный расход смазочного материала.