21.14.Зазоры в подшипниках
Одним из важных условий нормальной работы подшипников является выдерживание в них оптимальных зазоров.
Увеличенные против оптимальных зазоры понижают точность вращения, увеличивают неравномерность распределения сил между телами качения, усиливают вибрации. Уменьшение зазоров ухудшает способность воспринимать осевую нагрузку, приводит к повышению температуры. В общем случае величина оптимального зазора зависит от условий работы подшипников.
Различают начальный геометрический зазор в подшипнике, обеспечиваемый заводом-изготовителем. Посадочный зазор в подшипнике смонтированном в узле машины. Этот зазор меньше начального на величину
(0,55…0,75)δВ + (0,5…0,6)δК,
где δВ и δК – натяги посадки подшипника на вал и в корпус.
Уменьшение при этом геометрического зазора связано с контактными деформациями в местах посадки, с радиальными деформациями колец, вала и корпуса.
Рабочий зазор (зазор в подшипнике, работающем под нагрузкой) равняется посадочному зазору минус температурное изменение зазора плюс контактные деформации тел качения и колец от радиальной нагрузки. Температурные изменения зазора связаны еще и тем, что внутреннее кольцо нагревается на 5…10 ºС больше наружного из-за худших условий теплоотдачи.
22.Подшипники скольжения
22.1.Общие сведения
Подшипники скольжения применяются ограниченно и лишь в тех областях, где они сохранили свои преимущества, а именно: для весьма быстроходных валов, в режиме работы которых долговечность подшипников качения очень мала; для осей и валов, требующих весьма точной установки; для валов очень большого диаметра (при отсутствии стандартных подшипников качения); когда по условиям сборки подшипник должен быть разъемным; при работе подшипника в воде, агрессивной среде для тихоходных валов неответственных механизмов и в особых условиях.
Подшипник скольжения должны удовлетворять следующим основным требованиям:
а) конструкции и материалы должны быть такими, чтобы потери на трение и износ их и вала были минимальными;
б) должны быть достаточно жесткими и прочными;
в) размеры их трущихся поверхностей должны быть достаточными для восприятия действующего на них давления;
г) сборка, установка и обслуживание должны быть простыми.
Для уменьшения трения и нагрева, повышения КПД подшипники смазывают.
В зависимости от толщины масляного слоя в подшипнике, он работает в режиме жидкостного, полужидкостного или полусухого трения.
Рис. 22.106 Изменение коэффициента трения в подшипнике скольжения
При жидкостном трении рабочие поверхности вала и подшипника полностью разделены слоем смазки, толщина которого должна быть больше суммы неровностей обработки поверхностей вала и подшипника.
При полусухом трении между валом и подшипником преобладает сухое трение, а при полужидкостном – преобладает жидкостное.
Наиболее благоприятным режимом является работа подшипника в условиях жидкостного трения. В этом случае обеспечивается износостойкость, сопротивление заеданию вала и высокий КПД. Для создания жидкостного трения необходимо, чтобы в масляном слое было избыточное давление, которое может быть гидродинамическим, создаваемым вращением вала или гидростатическим, осуществляемым от насоса.
Для получения условий жидкостного трения применяют обычно подшипники с гидродинамической смазкой. Сущность такой смазки следующая. Вал при своем вращении под действием внешних сил занимает в подшипнике эксцентричное положение и увлекает масло в зазор, образуется масляный клин, в котором создается гидродинамическое давление, обеспечивающее в подшипнике жидкостное трение. Эпюра распределения гидродинамического давления в подшипнике по окружности показана на рис.22.2 б. При перекосах вала эпюра по длине становится несимметричной.
Рис. 22.107. Эпюра гидродинамического давления в подшипнике а) вращение вала отсутствует, б) распределения давления по окружности подшипника |
Рис. 22.108. Эпюра давлений а) по окружности, б) по длине |
