31.1.2.Подшипники качения

В настоящее время подшипники качения являются основным видом опор в различных областях машиностроения. Подшипники качения стандартизованы в широком диапазоне типоразмеров.

Подшипник качения (рис. 25.1) состоит из наружного 1 и внутреннего 3 колец с дорожками качения, тел качения (шариков или роликов) 2 и сепараторов 4, служащих для разделения и направления тел качения. В большинстве случаев внутреннее кольцо насаживается на вал и вращается с ним, а наружное запрессовывается в корпус и является неподвижным.

По виду тел качения различают подшипники шариковые и роликовые, по числу рядов тел качения – однорядные и многорядные, по нагрузочной способности подшипники делят на несколько серий.

Рис. 31.139

Кольца, шарики и ролики изготавливают из специальных шарико-подшипниковых хромистых сталей ШХ6, ШХ9, ШХ15 с последующей термообработкой, из малоуглеродистых сталей с последующей цементацией и закалкой. Сепараторы чаще всего штампуют из мягкой углеродистой стали или цветных металлов.

Смазка подшипников качения существенно влияет на их долговечность, уменьшает трение, способствует отводу тепла, предохраняет от коррозии и т.д. Подшипники качения смазывают пластичными и жидкими минеральными смазками.

Пластичные смазки применяют для подшипников, работающих при окружной скорости поверхности вала до 10 м/с и температуре до 120С.

Жидкая смазка применяется при любых скоростях и температуре узла подшипника до 150С, жидкие смазки имеют лучшие эксплуатационные свойства, чем пластичные (меньше коэффициент трения, лучший отвод тепла и т.д.), но они требуют применения довольно сложных уплотняющих устройств.

Подшипники качения выходят из строя по следующим причинам: усталостное выкрашивание рабочих поверхностей деталей подшипника; образование вмятин на беговых дорожках колец, возникающих под действием больших динамических и статических нагрузок; абразивный износ колец и тел качения в плохо защищенных от пыли и грязи подшипниках; разрушение колец, тел качения и сепараторов при перегрузках и перекосах колец.

Основными причинами выхода из строя подшипников качения являются усталостное выкрашивание при переменных нагрузках и пластические деформации при статическом нагружении. В соответствии с этим расчет подшипников производят на долговечность по динамической грузоподъемности и на статическую грузоподъемность (для предупреждения остаточных пластических деформаций).

32.Муфты

32.1. Назначение и классификация

Муфты служат для соединения валов с целью передачи вращения без изменения скорости. Известно, что большинство устройств, систем компонуют из отдельных узлов с входными и выходными валами. Такими узлами являются, например, привод в виде двигателя, передаточный и исполнительный механизмы. Кинематическая и силовая связь между этими узлами устройства осуществляется с помощью муфт (рис. 29.1).

Рис. 32.140

Муфты применяют также для включения и выключения исполнительного органа при непрерывно работающем двигателе, предохранения рабочих органов от перегрузок и чрезмерно больших скоростей, передачи движения между валами только в одном направлении, остановки в качестве тормоза и др.

Глухие жесткие муфты используют при передаче движения между соосными валами, которые должны работать как единый вал.

Компенсирующие подвижные муфты используют при передаче движения между несоосными валами при наличии небольших радиальных, осевых, угловых или комбинированных смещений осей валов.

Упругие муфты применяются для смягчения толчков, динамических нагрузок при передаче вращающего момента между валами.

Обгонные муфты служат для передачи движения только в одну сторону.

Предохранительные муфты позволяют избежать поломок деталей механизма из-за перегрузок.

По управляемости муфты подразделяются на:

– электрического управления – электромагнитные, магнитопорошковые, пьезокристаллические;

– ручного (механического) управления – зубчатые, кулачковые, фрикционные;

– самоуправляемые, осуществляющие автоматическое разъединение или соединение валов;

• по величине передаваемого момента – предохранительные;

• по скорости вращения – центробежные;

• по направлению вращения – обгонные.

Муфты подбирают по большему диаметру соединяемых валов и расчетному значению передаваемого момента

Т_р = kT,

где Т – номинальный момент на валу;

k – коэффициент режима работы муфты.

В приводах от электродвигателя принимают: при спокойной нагрузке k = 1,15...1,4; при переменной нагрузке k = 1,5...2,0; при ударной нагрузке k = 2,5..Л.

При выборе конструкции муфты учитывают ее назначение, особенности конструкции всего механизма, условия эксплуатации, характер нагрузки. Выбранные муфты проверяют на точность в кинематических передачах и на прочность в силовых.