45 Смазка подшипников скольжения
Смазочные материалы подразделяются на жидкие, консистентные, т. е. густые (мази), твердые и газообразные. Жидкие масла равномерно распределяются по трущимся поверхностям, обладают малым внутренним трением, хорошо работают в значительных диапазонах температур и поэтому являются основными смазочными материалами подшипников скольжения. Наиболее распространены минеральные масла — продукты переработки нефти. У растительных (льняное, касторовое и др.) и животных масел по сравнению с минеральными более высокие сказывающие свойства, но они дороже и находят применение лишь в специальных случаях.
Важнейшие свойства масел, определяющие их смазывающую способность, в условиях жидкостного трения — вязкость, а при отсутствии жидкостного трения — маслянистость. Вязкость, или внутреннее трение жидкостей,— свойство сопротивляться сдвигу одного слоя жидкости по отношению к другому. Различают динамическую и кинематическую вязкость. За единицу динамической вязкости принята вязкость среды, касательное напряжение в которой при ламинарном течении и разности скоростей слоев, находящихся на расстоянии 1 м по нормали к направлению скорости, равной 1 м/с, равно 1 Па. Кинематической вязкостью называется отношение динамической вязкости смазочного материала к его плотности.
Маслянистость (смачиваемость, липкость) — способность смазочного материала к адсорбции, т. е. образованию и удержанию на поверхности трения трущихся деталей машин тонких пленок масла. Вязкость — индивидуальное качество данного масла, а маслянистость зависит от свойств не только масла, но и цапфы вала и вкладышей подшипника. Для повышения эксплуатационных показателей в минеральные масла вводят различные присадки (растительные и животные масла, олеиновую кислоту, серу и др.). Как отмечено в предыдущем параграфе, в некоторых подшипниках скольжения в качестве смазочного материала применяют воду.
46 Расчет подшипников скольжения с полусухим и полужиткосным трением
Нормальную работу подшипника скольжения определяют несущая способность, износостойкость, температура нагрева и отсутствие заедания цапфы. Чрезмерный нагрев подшипника может вызвать изменение свойств и разложение смазочного материала, расплавление баббитовой заливки вкладышей и недопустимые деформации подшипника и цапфы, приводящие к захватыванию цапфы подшипником.
Подшипники скольжения, работающие в режиме полусухого или полужидкостного трения, рассчитывают по среднему давлению p между цапфой и вкладышем и произведению этого давления на окружную скорость v скольжения цапфы, т. е. по величине pv.
Давление характеризует несущую способность подшипника, а произведение pv — износ подшипника, тепловыделение в нем и степень опасности заедания цапфы. Подшипники скольжения медленно или периодически вращающихся валов, например в механизмах с ручным приводом, рассчитывают только по среднему давлению.
Для нормальной работы подшипника скольжения необходимо, чтобы действительные (рабочие) значения р и pv не превышали допускаемых [р] и [pv]. Диаметр d цапфы (шипа или шейки) подшипника определяют конструктивно в зависимости от диаметра вала. Длину цапфы (вкладыша) подшипника назначают в зависимости от ее диаметра
где коэффициент φ=l/d для большинства машин принимают в пределах φ=0,5...1,2. В отдельных случаях, например в самоустанавливающихся подшипниках, φ≥2, а в коротких подшипниках φ=0,3...0,5.
Расчет подшипников скольжения по среднему давлению между цапфой и вкладышем, охватывающим цапфу в пределах 180°, производят по формуле
где F — радиальная нагрузка на подшипник.
Условие работы подшипника скольжения без чрезмерного нагрева и опасности заедания выражается неравенством
.
Подставив в формулу
получим
В этой формуле р — в Па; v — в м/с; F — в Н; ω — в рад/с; l - в м и [pv] - в Па×м/с. Значения [р] и [рv] в зависимости от материала вкладышей приведены в справочной литературе по деталям машин. Если при расчете подшипника скольжения по формулам получится p>[p]или pv>[pv], то надо либо изменить материал вкладышей подшипника, либо увеличить длину подшипника l с условием, чтобы коэффициент φ не превышал допускаемого значения. Средние значения [р] и [pv] подшипника с чугунными или бронзовыми вкладишами
для редукторов общего назначения [р]=2...6 МПа и [pv]=4...8 МПа×м/с;
для редукторов тяжелого типа [р]=6...12 МПа и [pv]=6...20 МПа×м/с.
47 Подшипники качения назначение, классификация
Назначения подшибников качения - уменьшить сопротивление вращение.
Подшипники качения делятся:
по форме тел качения: - на шариковые и роликовые с цилиндрическими (короткими и длинными),
витыми, игольчатыми, бочкообразными и коническими роликами;
по числу рядов тел качения - на одно-, двух- и четырехрядные;
по способу компенсации перекосов вала - на несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся;
по способности воспринимать нагрузку преимущественно того или иного направления
- на радиальные, радиально-упорные и упорные;
по габаритам при одинаковом внутреннем диаметре - на серии: сверхлегкую, особолегкую, легкую, среднюю и тяжелую;
по ширине подшипника - на узкие, нормальные, широкие и особоширокие.
Шариковые радиальные |
|||
|
|
|
|
однорядный подшипник |
однорядный с защитными шайбами |
однорядный с уплотнением |
сферический двухрядный |
Роликовые радиальные |
|||
|
|
||
однорядные подшипники с короткими цилиндрическими роликами |
сферический двухрядный |
||
Радиально-упорные |
|||
|
|
|
|
шариковый однорядный |
шариковый сдвоенный |
роликовый конический |
|
Упорные |
|||
|
|
|
|
упорный одинарный |
шариковый двойной |
с коническими роликами |
|
Установлено пять классов точности подшипников (в порядке повышения точности): 0, 6, 5, 4 и 2. Кольца и шарики подшипников изготовляют из сталей ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ, 18ХГТ, 20Х2Н4А. Основные типы подшипников качения приведены в таблице ниже.
Обозначение подшипника наносится на кольцо и отражает его Основные параметры и конструктивные особенности. Первые две цифры (справа налево) обозначают внутренний диаметр подшипника. Для подшипников с внутренним диаметром от 20 до 495 мм он получается умножением числа из этих двух цифр на 5. Для подшипников диаметром от 10 до 20 мм приняты следующие обозначения:
Маркировка |
00 |
01 |
02 |
03 |
Внутренний диаметр, мм |
10 |
12 |
15 |
17 |
Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника: 0 - радиальный шариковый однорядный; 1 - радиальный шариковый двухрядный сферический; 2 - радиальный с короткими цилиндрическими роликами; 3 - радиальный двухрядный сферический с бочкообразными роликами; 4 - радиальный роликовый с длинными цилиндрическими роликами и игольчатый; 5 - радиальный с витыми роликами; 6 - радиально-упорный шариковый; 7 - роликовый конический радиально-упорный; 8 - упорный шариковый; 9 - упорный роликовый.
Пятая и шестая цифры справа обозначают конструктивные особенности подшипника, седьмая цифра - серию подшипника по ширине: 1-нормальная; 2 - широкая; 3, 4, 5 и 6 - особо широкая; 7 - узкая.
Цифра впереди перед тире обозначает класс точности подшипника (класс точности 0 не маркируется).