Виды разрушения и подбор подшипников качения

В процессе работы подшипников качения могут наблюдаться следующие виды разрушений:

1) усталостное выкрашивание рабочих поверхностей тел качения и беговых дорожек колец (наблюдается после длительной работы и сопровождается стуком и вибрациями);

2) пластические деформации (вмятины) на дорожках качения вследствие действия ударных нагрузок;

3) задиры рабочих поверхностей качения при недостаточном смазывании;

4) абразивный износ от попадания пыли;

5) разрушение сепараторов от действия центробежных сил;

6) раскалывание колец и тел качения из-за перекосов при монтаже или больших динамических нагрузках.

Для неподвижных подшипников и подшипников, вращающихся с угловой скоростью менее 0,1 с^-1, выполняется расчет на статическую грузоподъемность.

Под статической грузоподъемностью подшипника понимают такую статическую нагрузку, при которой общая пластическая остаточная деформация тел качения и дорожек качения в наиболее нагруженной точке контакта не превышает 0,0001 диаметра тела качения.

Для подшипников качения, вращающихся с угловой скоростью более 0,1 с^-1. Выполняют расчет по динамической грузоподъемности (расчет на долговечность).

Динамическая грузоподъемность подшипника - это такая постоянная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение 1 млн. оборотов без появления признаков усталостных разрушений.

МУФТЫ

Основные сведения

Муфтой называется устройство для соединения концов валов или для соединения валов со свободно сидящими на них деталями. Назначение муфт - передача крутящего момента без изменения его величины и направления.

Муфты классифицируют по следующим признакам:

а) по принципу действия

- постоянные (нерасцепляемые) муфты, осуществляющие постоянное соединение валов между собой;

- сцепные (управляемые) муфты, допускающие во время работы сцепление валов с помощью системы управления;

- самоуправляемые муфты, автоматически разъединяющие валы при изменении режима работы машины;

б) по характеру работы

- жесткие муфты, передающие вместе с крутящим моментом вибрации, толчки и удары;

- упругие муфты, амортизирующие вибрации и толчки, благодаря наличию упругих элементов (пружин, резиновых втулок и др.).

Основной характеристикой муфт является передаваемый вращающий момент Т. Муфты подбирают по стандартам или нормалям по величине момента Т и по диаметру посадочных отверстий. Иногда наиболее слабые звенья выбранной муфты проверяют на прочность.

Устройство и принцип работы некоторых муфт

Примером нерасцепляемых муфт являются так называемые глухие муфты. По характеру работы их относят к жестким муфтам. Глухие муфты соединяют соосные валы в одну жесткую линию. Наиболее распространенными глухими муфтами являются втулочные и фланцевые муфты.

Рис. 32. Втулочные муфты: а – крепление втулки 1 штифтами 2; б – крепление втулки 1 шпонками 3 и фиксация винтом 2

Втулочная муфта представляет собой втулку, надеваемую на концы валов и закрепляемую на них штифтами (рис. 32 а), шпонками (рис. 32 б) или шлицами. Эти втулки имеют простую конструкцию, малые габариты и низкую стоимость. Прочность таких муфт определяется прочностью штифтов и шпонок.

Рис. 33 Фланцевая муфта

Рис. 34. Погрешность монтажа валов

Фланцевая муфта (рис. 33) состоит из двух полумуфт с фланцами, стянутыми болтами. Фланцевые муфты могут передавать большие моменты, достаточно надежны в работе.

Жесткие компенсирующие муфты предназначены для соединения валов с компенсацией различного рода смещений (рис. 34 а - радиальных, б - осевых, в - угловых), появляющихся вследствие неточности изготовления и монтажа.

В качестве примера таких муфт рассмотрим зубчатую компенсирующую муфту. Она состоит (рис. 35) из двух обойм 1 с внутренними зубьями эвольвентного профиля, которые зацепляются с зубьями втулок 2, насаживаемых на концы валов. Обоймы соединены между собой болтами.

Рис. 35 Зубчатая муфта

Основная часть упругих муфт - упругий элемент (неметаллический или металлический), смягчающий толчки и удары, защищающий от крутильных колебаний.

Наиболее широко применяемая упругая втулочно-пальцевая муфта (МУВП) состоит из двух полумуфт (рис. 36), в одной из которых в конических отверстиях закреплены соединенные пальцы с надетыми гофрированными резиновыми втулками.

Рис. 36. Втулочно-пальцевая Рис. 37. Муфта упругая с

муфта торообразной оболочкой

Упругая муфта с горообразной оболочкой состоит из двух полумуфт (рис. 37), упругой оболочки, по форме напоминающий автомобильную шину, и двух колец, зажимающих с помощью винтов оболочку. Эта муфта обладает высокими упругими и демпфирующими свойствами, обеспечивает шумо- и электроизоляцию узлов привода.

Примером сцепных (управляемых) муфт могут служить кулачковые (рис. 38) и фрикционные (рис. 39) муфты.

Рис. 38. Схема кулачковой муфты

Кулачковая муфта состоит из двух полумуфт с кулачками на торцевых поверхностях. Для переключения муфты одна полумуфта передвигается вдоль вала на направляющей шпонке или шлицах с помощью механизма управления муфтой. При включении кулачки одной полумуфты входят во впадины другой, создавая жесткое сцепление.

Рис. 39. Схемы фрикционных муфт

Фрикционные муфты служат для плавного сцепления валов под нагрузкой на ходу при любых скоростях. Передача крутящего момента осуществляется силами трения между трущимися поверхностями деталей муфты. В момент перегрузок фрикционные муфты пробуксовывают, предохраняя машину от поломок. По форме поверхности трения фрикционные муфты делятся на дисковые (рис.39 а), конусные (рис. 39 б) и цилиндрические (рис. 39 в)

Самоуправляемые муфты предназначены для автоматического сцепления и расцепления валов при изменении заданного режима работы машины. Примером самоуправляемых муфт могут служить предохранительные муфты.

Предохранительная пружинно-кулачковая муфта по конструкции аналогична сцепной кулачковой, только подвижная в осевом направлении полумуфта прижимается к неподвижной с помощью пружины. При перегрузке сила на гранях кулачков становится больше прижимного усилия пружины и муфта многократно прощелкивает кулачками, подавая звуковой сигнал о перегрузке.

Рис. 40 Предохранительная

муфта со срезным штифтом

Существуют также предохранительные муфты с разрушающимся штифтом. На рис. 40 изображена такая предохранительная муфта. В ней при перегрузке штифт 3 срезается кромками стальных закаленных втулок 4, установленных в полумуфтах 1 и 2. Для возобновления работы машины вывинчивают пробку и срезанный штифт заменяют новым. Иногда в муфте ставится два срезных штифта.