30. Каковы особенности конструирования подшипников скольжения?

Радиальный подшипник скольжения представляет собой корпус, имеющий цилиндрическое отверстие, в которое вставляется рабочий элемент — вкладыш, или втулка из антифрикционного материала и смазывающее устройство. Между валом и отверстием втулки подшипника имеется зазор, заполненный смазочным материалом, который позволяет свободно вращаться валу. Расчёт зазора подшипника, работающего в режиме разделения поверхностей трения смазочным слоем, производится на основе гидродинамической теории смазки.

При расчёте определяются: минимальная толщина смазочного слоя (измеряемая в мкм), давления в смазочном слое, температура и расход смазочных материалов. В зависимости от конструкции, окружной скорости цапфы, условий эксплуатации трение скольжения бывает сухим, граничным, жидкостным и газодинамическим. Однако даже подшипники с жидкостным трением при пуске проходят этап с граничным трением.

31. Из чего состоит подшипник качения?

Подшипники качения состоят из двух колец, тел качения (различной формы) и сепаратора (некоторые типы подшипников могут быть без 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.

В некоторых узлах машин в целях уменьшения габаритов, а также повышения точности и жёсткости применяют так называемые совмещённые опоры: дорожки качения при этом выполняют непосредственно на валу или на поверхности корпусной детали.

Имеются подшипники качения, изготовленные без сепаратора. Такие подшипники имеют большее число тел качения и большую грузоподъёмность. Однако предельные частоты вращения бессепараторных подшипников значительно ниже вследствие повышенных моментов сопротивления вращению.

32. Перечислите достоинства подшипников качения по сравнению с подшипниками скольжения

В подшипниках качения возникает преимущественно трение качения (имеются только небольшие потери на трение скольжения между сепаратором и телами качения), поэтому по сравнению с подшипниками скольжения снижаются потери энергии на трение, и уменьшается износ. Закрытые подшипники качения (имеющие защитные крышки) практически не требуют обслуживания (замены смазки), открытые — чувствительны к попаданию инородных тел, что может привести к быстрому разрушению подшипника.

33. Опишите последовательность подпора подшипников качения

Подшипники качения подбирают по статической грузоподъемности или заданной долговечности.

По статической грузоподъемности выбирают подшипники, у которых угловая скорость вращающегося кольца не превышает 1 об/мин ≈ 0,1 рад/с

Подбор подшипников качения выполняют в такой последовательности.

1. Предварительно назначают тип и схему установки подшипников.

2. Для назначенного подшипника из каталога выписывают следующие данные:

- для шариковых радиальных и радиально-упорных с углом контакта а < 18° значения базовых динамической Сг и статической Сor радиальных грузоподъемностей;

- для шариковых радиально-упорных с углом контакта a ≥ 18° значение Сг, а из табл. 64 значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок, коэффициента е осевого нагружения:

- для конических роликовых значения Сг, Y и е, а также принимают Х= 0,4

3. Из условия равновесия вала и условия ограничения минимального уровня осевых нагрузок на радиально-упорные подшипники определяют осевые силы Fa1 и Fa2.

4. Для подшипников шариковых радиальных, а также шариковых радиально-упорных с углом контакта а < 18° по табл. 64 в соответствии с имеющейся информацией находят значения X, Y и е в зависимости от

fo Fa /Сor или Fa / ( i z Dw2).

5. Сравнивают отношение Fa/ (VFr) с коэффициентом е и окончательно принимают значения коэффициентов Х и Y: при Fa/(VFr) ≤ e принимают

Х = 1 и Y= 0, при Fa/(VFr) > е для подшипников шариковых радиальных и радиально-упорных окончательно принимают записанные ранее (в п. 2 и 4) значения коэффициентов Х и Y.

Здесь V - коэффициент вращения кольца: V = 1 при вращении внутреннего кольца подшипника относительно направления радиальной нагрузки и V= 1,2 при вращении наружного кольца.

Для двухрядных конических роликовых подшипников значения X, Y и е - по табл. 66.

6. Вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку:

- радиальную для шариковых радиальных и шариковых или роликовых радиально-упорных

Рr = ( V X Fr + Y Fa ) КБ КТ;

- радиальную для роликовых радиальных подшипников:

Рr = Fr V КБ КТ;

- осевую для шариковых и роликовых упорных подшипников:

Ра = Fа V КБ КТ;

- осевую для шариковых и роликовых упорно-радиальных подшипников

Ра = ( X Fr + Y Fa ) КБ КТ;

Значение коэффициента КБ безопасности принимают по табл. 69, а температурного коэффициента Кт - в зависимости от рабочей температуры tраб подшипника:

tраб, °С ......≤100 125 150 175 200 225 250

Кт............... 1,0 1,05 1,10 1,15 1,25 1,35 1,4

7. Определяют скорректированный по уровню надежности и условиям применения расчетный ресурс подшипника, ч:

Lsah = a1a23(C/P)k 106/60n

где С - базовая динамическая грузоподъемность подшипника (радиальная Сг или осевая Са), Н; Р - эквивалентная динамическая нагрузка (радиальная Рг или осевая Ра, а при переменном режиме нагружения РЕr или РЕа), Н; k - показатель степени: k = 3 для шариковых и k = 10/3 для роликовых подшипников; n - частота вращения кольца, об/мин; а1 - коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от необходимой надежности (табл. 68); а23- коэффициент, характеризующий совместное влияние на ресурс особых свойств подшипника и условий его эксплуатации