13. Підшипники ковзання. Основні типи. Визначення діаметра та довжини вкладиша

Опори ковзання і опори кочення, призначені для сприймання радіальних і осьових навантажень, називають підшипниками.

Підшипники ковзання поділяють на три основні типи: нерознімні (глухі) підшипники у найпростіших конструкціях відливають як одне ціле з станиною тихохідної машини; іноді їх роблять знімними, прикріпляючи болтами до станини машини; рознімні підшипники складаються з корпусу двох вкладишів (втулка з антифрикційного матеріалу, розрізана по твірній), кришки і стяжних болтів; підшипники з самоустановними вкладишами застосовують при великих відношеннях довжини цапфи до її діаметра.

Переваги підшипників ковзання: висока працездатність при великих швидкостях і ударних навантаженнях; безшумність і забезпечення вібростійкості вала в режимі рідинного тертя; невеликі розміри в радіальному напрямі; висока працездатність в особливих умовах (хімічно агресивних середовищах)

Недоліки: великі втрати на тертя ( в умовах напіврідинного тертя ККД пари підшипників: =(0,94 0,96); значні розміри в осьовому напрямі; необхідність застосування дорогих кольорових сплавів.

Умовний розрахунок підшипників ковзання при граничному і напіврідинному терті проводять на зносостійкість, тобто на обмеження середнього тиску за наступними формулами.

Для підшипників, які сприймають радіальні навантаження (для шипів і шийок):

,

де Р_m – розрахунковий тиск; – радіальна сила; – довжина вкладиша; d – діаметр шипа (шийки); – допустимий тиск, який залежить від матеріалів цапфи і вкладиша .

При проектувальному розрахунку задаються відношенням Для опор з нерухомим вкладишем обирають . При дістаємо:

,

звідки визначають посадочний діаметр шипа (шийки):

Для підшипників, які сприймають осьові навантаження (п’ят):

де F_a – осьова сила; – коефіцієнт зменшення опорної площі п’ят за рахунок мастильних канавок; – опорна площа суцільних п’ят.

Розрахунок підшипників ковзання на нагрівання виконують за формулою:

,

де – допустимі значення, наведені в таблицях; – колова швидкість точки на поверхні шипа (шийки), яку визначають за формулою:

де – кутова швидкість вала; – діаметр вала.

14. Підшипники кочення. Класифікація, переваги і недоліки, принцип підбору підшипників кочення

Опори валів і осей, в яких присутнє тертя кочення, називають підшипниками кочення. Класифікуються підшипники кочення за такими ознаками: за напрямом навантаження, що сприймаються, – радіальні, радіально-упорні, упорні, упорно-радіальні; за формою тіл кочення – кулькові, роликові (з циліндричними, конічними, бочкоподібними, голчастими роликами); за кількістю рядів кочення – однорядні, дворядні, чотирирядні.

Переваги: високий ККД до (0,995); економія дефіцитних матеріалів (бабіту, бронзи); простота обслуговування і заміни; менша витрата мастила.

Недоліки: обмежена можливість застосування при великих навантаженнях і високих кутових швидкостях цапф; непридатні для роботи при значних ударних і вібраційних навантаженнях; нерознімність конструкції.

Найпростіший підшипник складається з двох кілець: внутрішнього, насадженого на вал, і зовнішнього, закріпленого в корпусі підшипника; тіл кочення; сепаратора.

Кільця і тіла кочення виготовляють із шарикопідшипникової сталі з високим вмістом хрому (ШХ6; ШХ15) та інших легованих сталей.

Сепаратор виготовляють із сталей Ст1, Ст2; 0,8; 10, а також з латуні, бронзи, капрону, текстоліту.

Підшипники кочення розраховують (підбирають) за критерієм статистичної або динамічної вантажопідйомності.

Підшипники, обертові кільця яких мають кутову швидкість або частоту обертання , розраховують і добирають за статичною вантажопідйомністю:

,

де Р_о – еквівалентне навантаження підшипника: , [C_o] – допустима вантажопідйомність, яка зазначена в таблицях; X_o і У_о – коефіцієнти радіального і осьового навантаження; F_r i F_a – відповідно радіальне і осьове навантаження підшипника.

Підшипники, в яких n>1хв^–1, добираються за динамічною вантажопідйомністю:

,

Потрібне значення динамічної вантажопідйомності визначають за формулою:

,

де X i Y – коефіцієнти радіального і осьового навантаження; F_r i F_а – радіальне і осьове навантаження підшипника; V – коефіцієнт обертання; К_б – коефіцієнт безпеки; К_Т – температурний коефіцієнт; n – частота обертання; L_h – бажана довговічність підшипника (ресурс напрацювання підшипника в годинах); р – величина, яка залежить від форми кривої контактної втомленості.

Кільце підшипника, яке обертається, повинно мати посадку з натягом. Кільце, що не обертається, саджають у корпус за перехідною посадкою або посадкою з зазором.

Параметри шорсткості посадочних поверхонь валів (осей) і отворів корпусів вибирають із діапазону R_a=2,5 0,32 мкм.

Для мащення підшипників застосовують рідкі (U–40A – насоси, двигуни, компресори); U–70A, U–50A – (машини з великими навантаженнями) або пластичні (солідол С, УС–1, УС–2) мастильні матеріали.