книги из ГПНТБ / Баренбойм, А. Б. Малорасходные фреоновые турбокомпрессоры
.pdfМасло под давлением поступает через трубку 6 в кольцевую ка навку 7, откуда через соответствующие прорези к вкладышу.
В приведенном жестком подшипнике вкладыш не самоустанав ливается. В турбинных установках часто применяются самоустанавливающиеся вкладыши, имеющие сферическую опорную поверх ность. Такой подшипник судовой турбины показан на рис. 240.
Рис. 240. Радиальный подшипник судовой турбины
В этом подшипнике вкладыши 1 и 2 имеют сферическую опорную поверхность. Вкладыши вставляются в обойму 3, состоящую из двух половин. В обойму врезаны сухари 4, прикрепленные к обойме винтами и пригнанные к корпусу и крышке. Для регулировки уста новки обоймы применяются стальные полукольца 5 с прокладками. Масло подводится по каналу 6, полукольцевому каналу 7 и по горизонтальным диаметральным каналам на шейку. Масло течет вдоль шейки к канавкам 8 у концов вкладышей.
На рис. 241 показан жесткий упорный сегментный подшипник судовой паровой турбины. На валу турбины, на шпонке, сидит кольцевой гребень 1. В корпусе турбины неподвижно установлены круглые обоймы 4 с вставными штифтами 3. На этих штифтах сво бодно сидят сегменты 2 с баббитовой заливкой, могущие слегка
19 Зак. 708 |
289 |
0 9 2
Разрез по Л сРЕ
Рис. 241. Упорный подшипник судовой турбины
поворачиваться. Сегменты установлены с двух сторон гребня (для прямого и обратного хода). Масло подается под давлением; по
трубке 6 поступает в зазоры между сегментами 7 и далее — на по верхность скольжения. Гребенки 5 служат уплотнением, предохра
няющим масло от утечки. |
|
||||
Более совершенная |
конструк |
|
|||
ция |
показана |
на рис. |
242, 243. |
|
|
В ней применены сегменты со |
|
||||
сферической |
опорной |
поверх |
|
||
ностью. Бронзовые упорные сег |
|
||||
ментные подушки 1, залитые баб |
|
||||
битом, имеют стальные упоры 2, |
|
||||
которые своей шаровой поверх |
|
||||
ностью опираются на уравнове |
|
||||
шивающие сухари 3 первого ряда, |
|
||||
опирающиеся, в свою очередь, |
|
||||
своими выступами на уравнове |
|
||||
шивающиеся |
сухари |
4 |
второго |
|
|
ряда. |
Последние через |
упоры 5 |
Рис. 243. Расположение сегментов |
||
опираются на корпус. |
Подшипник |
|
этот — самоустанавливающийся, т. е. если давление на какую-либо подушку будет возрастать, то опа, перемещаясь через взаимосвя занные качающиеся сухари 3 и 4, вызовет соответственное переме щение других подушек, выравнивая тем самым давление.
19* |
291 |
Тип смазки. Материалы, применяемые для подшипников
Как следует из гидродинамической теории, между трущимися поверхностями должен находиться слой смазки, обладающий опре деленной грузоподъемностью. Иногда во вкладышах, в рабочей
зоне, делались специальные канавки, |
которые должны были способ |
||||||||
|
|
ствовать |
лучшему |
смазыванию |
рабочей |
||||
|
|
поверхности цапфы вкладыша. Очевидно, |
|||||||
|
|
что |
канавка, |
расположенная в |
рабочей |
||||
|
|
зоне, |
должна значительно |
уменьшить дав |
|||||
|
|
ление в масляном слое, так как масло через |
|||||||
|
|
канавку будет выдавливаться, а следова |
|||||||
|
|
тельно, масляный слой не будет обладать |
|||||||
|
|
необходимой грузоподъемностью, и цапфа |
|||||||
|
|
сядет на вкладыш. |
Поэтому делать |
какие- |
|||||
Рис. |
244. 4>итилыіая |
либо |
канавки в рабочей зоне не следует, и |
||||||
|
смазка |
подача |
масла |
должна |
осуществляться |
||||
|
|
в зону нулевого давления масла. |
|
||||||
Подшипники для умеренных нагрузок и больших скоростей |
|||||||||
должны смазываться маслом средней |
вязкости |
(£50= 5—8). |
|||||||
Для сильно нагруженных подшипников с рабочей температурой |
|||||||||
больше 60° можно применять масла |
повышенной вязкости (£50 |
||||||||
до 25). Существуют следующие способы |
|
|
|||||||
смазки: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) |
заливка масла в смазочную камеру при |
|
|
||||||
меняется для неответственных установок; |
|
|
|
||||||
2) фитильная смазка, при которой жидкая |
|
|
|||||||
смазка из масляной коробки фитилем подает |
|
|
|||||||
ся к цапфе (рис. 244); |
|
|
|
|
подача |
|
|
||
3) кольцевая смазка, при которой |
|
|
|||||||
масла |
осуществляется кольцом, |
сидящим |
|
|
|||||
свободно на валу. Эта |
смазка |
может |
приме |
|
|
||||
няться при оборотах от 60 |
до 3000 |
в |
минуту; |
|
|
||||
4) подача смазки масленками: а) игольча |
|
|
|||||||
тыми, где количество подаваемого масла регу |
|
|
|||||||
лируется иглой (рис. 245), или б) колпачко |
|
|
|||||||
выми масленками (рис. 246); |
|
|
|
|
|
|
|||
5) |
подача под давлением, осуществляемая |
|
|
специальными насосами.
Нз способов смазки, осуществляемых не под давлением, наилучшие результаты достигаются при кольцевой
смазке. Основным элементом подшипника является вкладыш. Главные требования, предъявляемые к материалу вкладыша,
следующие:
а) механическая прочность, характеризующаяся сопротивле нием сжатию;
6) пластичность, так как вкладыш должен допускать некоторые деформации при возможном перекосе валов;
292
в) сопротивление усталости, так как усталость часто является
причиной аварий; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г) |
хорошая связь заливки с материалом вкладыша; |
|
|
|
|||||||||
д) |
стойкость против износа и коррозии; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
еф антифрикционность; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ж) |
прирабатываемость. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вкладыши изготовляются из чугуна, бронзы, чугуна и бронзы, |
|||||||||||||
но с заливкой баббитом, стального |
литья |
с |
заливкой |
баббитом, |
|||||||||
алюминиевых и других сплавов; |
из специально |
|
|
|
|
||||||||
приготовленного дерева; из пластмасс. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Чугуну присущи хорошие |
антифрикционные |
|
|
|
|
||||||||
свойства благодаря наличию |
свободного графи |
|
|
|
|
||||||||
та, но в отношении приработки он |
стоит |
ниже |
|
|
|
|
|||||||
баббита и бронз. |
|
|
|
хорошими |
|
|
|
|
|||||
Свинцовистая бронза обладает |
|
|
|
|
|||||||||
механическими свойствами |
и |
применяется |
для |
|
|
|
|
||||||
валов диаметром до 100 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лучшим антифрикционным материалом явля |
Рис. 246. |
Колпач |
|||||||||||
ется баббит. Он пластичен и хорошо прирабаты |
ковая |
смазка |
|||||||||||
вается. При работе с баббитовым вкладышем |
|
|
|
|
|
||||||||
закалка цапфы не обязательна. |
(При других материалах вкладыша |
||||||||||||
рекомендуется закалка цапфы |
до |
твердости |
НВ —250). |
|
Лучший |
||||||||
|
баббит Б-83 содержит |
83% |
олова. |
Приме |
|||||||||
|
няется |
белый |
металл |
и |
с |
более |
|
низким |
|||||
|
содержанием олова, но с большим содержа |
||||||||||||
|
нием |
свинца, |
а |
также |
|
и |
безоловянистые |
||||||
|
сплавы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из неметаллических материалов, приме |
||||||||||||
|
няемых |
для вкладышей, |
следует |
отметить |
|||||||||
|
лигностон, |
лигнофоль, |
бокаут и текстолит. |
||||||||||
|
Лигностон представляет собою березо |
||||||||||||
|
вую древесину, пропитанную бакелитом, при |
||||||||||||
|
температуре 150—180° и давлении 35—40 |
||||||||||||
|
атмосфер. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Лигнофоль составляется из листов фа |
||||||||||||
|
нерного шпона и обрабатывается также при |
||||||||||||
|
высокой температуре и давлении. |
|
|
допу |
|||||||||
|
Вкладыши |
из этих |
материалов |
||||||||||
|
скают удельное давление до 75 кг/см2 и |
||||||||||||
|
могут |
работать |
при температурах |
до 70°; |
hпри более высокой температуре происходит разбухание материала. Коэффициент тре
|
ния лигнофоля и лигностона по стали |
|
Р ис. 247. Крепление |
равен примерно 0,005; |
предел прочности на |
вклады ш а |
сжатие равен 1500 кг! |
см2. |
В корабельных установках вкладыши из дерева, особенно бокаута, применяются весьма часто, когда подвод масла затруднителен, как, например, в подшипниках гребного
293
винта. В этом случае вкладыши из дерева удовлетворительно рабо тают при смазке водой.
Текстолит, представляет собой хлопчатобумажную или целлю лозную ткань, пропитанную пластмассой и спрессованную под дав лением в нагретом состоянии. Коэффициент трения о сталь при нормальной смазке р = 0,02—0,03. Предел прочности на сжатие 2500 кг/см2. Текстолит допускает удельное давление при нормаль ной смазке— без искусственного охлаждения — до 75 кг/см2. Мак симальная допускаемая температура 75°.
Для предотвращения смещения вкладыша относительно опоры последний фиксируется штифтом (рис. 247, а) или лыской. Штифт
_ |
мтр |
должен быть проверен на срез окружным усилием, равным -щ - , |
|
где УИтр — момент сил трения |
в подшипнике и R — наружный |
радиус вкладыша. |
|
Бронзовые втулки, применяемые в качестве вкладышей, дела
ются толщиной |
|
|
|
|
|
|
|
3—5 мм, |
|
для |
валов диаметром до 50 мм |
|
|||||||
„ |
„ |
„ |
от 50 до |
100 мм |
5—8 мм. |
||||
Литые вкладыши — толщиной |
(рис. |
233) |
|
||||||
|
8 = |
(0,05—0,1) d — 5 мм. |
|
||||||
Высота заплечика //= 1 ,2 8 -|-3 |
мм; |
h = |
0,5Я. |
Толщина баббито |
|||||
вой заливки |
валовдиаметром |
до |
100 мм |
|
3—5 мм, |
||||
для |
200 мм |
||||||||
„ |
„ |
„ |
|
от |
100 до |
5—8 мм, |
|||
„ |
|
„ |
о т |
200 до 300 мм |
8— 10 мм. |
||||
Толщина ласточкина хвоста |
баббитовой заливки делается для |
||||||||
указанных диаметров, |
соответственно, |
от 3 до 5 мм. |
|||||||
|
|
|
Г Л А В А XIX |
|
|
||||
|
ПОДШИПНИКИ |
КАЧЕНИЯ |
|
||||||
|
|
§ |
83. ОБЩАЯ |
ЧАСТЬ |
|
Рассмотренные выше подшипники скольжения имеют ряд недо статков, а именно:
1) сравнительно большие потери на трение, главным образом, в подшипниках, где не удается осуществить жидкостное трение;
2) увеличенное сопротивление трения в период пуска;
3)большая длина вкладыша;
4)большой расход смазки.
Принцип действия подшипника качения заключается в том, чго давление от цапфы или пяты передается неподвижной части через тела качения — шарики или ролики, которые при вращении цапфы перекатываются по окружности.
294
Схема простейшего подшипника показана на рис. 248, где цапфа 1 опирается непосредственно на шарики 2, а последние пере
катываются по неподвижной |
круглой |
опоре |
3. Следовательно, |
в данном случае в подшипнике |
вместо |
трения |
скольжения имеет |
место трение качения. |
|
|
|
В действительности, как будет видно из дальнейшего, в подшип нике нет чистого трения качения, а частично существует и трение
скольжения. |
Однако общие потери |
трения в этих |
подшипниках |
||
значительно меньше, чем в подшипниках |
|
||||
скольжения |
(при |
отсутствии |
в |
них |
|
жидкостного трения). |
|
|
|
||
По направлению воспринимаемой на |
|
||||
грузки подшипники качения подразде |
|
||||
ляются |
|
|
|
|
|
1) на радиальные — воспринимающие |
|
||||
радиальную нагрузку; |
|
|
|
||
2) радиально-упорные, воспринимаю |
|
||||
щие радиальную и осевую нагрузки; |
|
|
|||
3) упорные, воспринимающие только |
|
||||
осевую нагрузку. По величине восприни |
|
||||
маемой нагрузки подшипники делятся на |
|
||||
легкую, среднюю |
и тяжелую |
серии. |
|
||
По форме тела качения они делятся |
на шариковые |
и роликовые. |
Преимуществами подшипников качения, по сравнению с под шипниками скольжения, являются меньшие потери на трение, а также меньшие значения пускового момента и расхода смазки! Недостатками являются необходимость более точного монтажа, большая жесткость, что неблагоприятно влияет на долговечность при ударных нагрузках, и иногда — сравнительно больший наруж ный диаметр.
Из принципа действия подшипника качения следует, что тело качения (шарик или ролик) и опорные части испытывают контакт ные напряжения, изменяющиеся по пульсирующему циклу. Это ограничивает долговечность подшипника и пределы мощности, для которых возможно их применение.
Размеры подшипников, изготовляемых нашими заводами, стан дартизованы.
§ 84. КОНСТРУКЦИИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
По форме тел качения подшипники подразделяются па шарико вые и роликовые.
Шариковые подшипники
Эти подшипники изготовляются следующих видов: 1) одноряд ные радиальные, 2) двухрядные сферические, 3) однорядные ра диально-упорные, 4) однорядные упорные и 5) двухрядные упорные.
293
На рис. 249 показан однорядный радиальный шариковый под шипник. Он состоит из четырех элементов: 1— внутреннее кольцо; 2 — наружное кольцо; 3 — шарики и 4 — сепаратор.
Назначение сепаратора — удерживать шарики на определенном расстоянии друг от друга. Шарики касаются внутреннего и наруж ного кольца по дуге, образующей так называемую беговую до рожку. Это дает возможность подшипнику воспринимать некоторую
Рис. 249. Однорядный |
Рис. 250. Дпухрнд- |
Рис. 251. |
Піари |
шариковый подшип |
мый шариковый |
коный радиально |
|
ник |
сферический мод- |
упорный |
подшип- |
|
шипник |
ник |
осевую нагрузку. На рис. 250 показан двухрядный сферический подшипник, состоящий из тех же элементов, что и однорядный.
Рис. 252. Односторонний упорный |
Рис. 253. Двухсторонний упорный |
подшипник |
подшипник |
Этот подшипник воспринимает небольшую осевую нагрузку. На ружное кольцо может свободно поворачиваться (вращаться) отно сительно точки О в плоскости чертежа, что обеспечивает самоустановку подшипника при перекосе вала (см. рис. 250, а).
На рис. 251 показан шариковый радиально-упорный подшипник. В этом подшипнике па наружном кольце беговая дорожка (канав ка) расположена под углом, вследствие чего подшипник может передавать значительные осевые усилия.
296
На рис. 252 показан односторонний шариковый упорный Под шипник. Этот подшипник пригоден как для горизонтального, так и для вертикального вала. Подшипник состоит из двух колец и ша риков с сепаратором. Подшипник этот разборный. Кольцо, имеющее наименьший внутренний диаметр d, передает осевые усилия от вала второму кольцу с большим внутренним диаметром d\, от которого осевые усилия передаются на неподвижный корпус. Из конструк ции ясно, что этот подшипник передает осевые усилия лишь в од ном направлении.
На рис. 253 показан двусторонний упорный подшипник, имею щий три кольца и два рядД шариков. Среднее кольцо 1 передает осевые усилия от вала на любое кольцо 2, а затем, на неподвижный корпус. Следовательно, этот подшипник двустороннего действия.
Роликовые подшипники
Эти подшипники изготовляются следующих типов: 1) одноряд ные, радиальные, 2) двухрядные, 3) радиально-упорные и 4) иголь
чатые.
Радиальные однорядные изготовляются различных типов (рис. 254). Эти подшипники также состоят из внутреннего и наруж ного колец, роликов и сепаратора.
На рис. 254,а ролики несколько утоплены в канавку внутрен него кольца. Применяются также конструкции, где ролики утоплены
Рис. 254. Ролико- |
Рис. 255. Ролико- |
Рис. |
256. Р о л ико |
вый однорядный |
вый двухрядный |
вый |
конический |
подш ипник |
сферический под |
|
подш ипник |
|
шипник |
|
|
в канавку наружного кольца. Из рисунка видно, что эти подшип ники имеют свободную подвижность одного кольца относительно другого (в осевом направлении) и потому не могут воспринимать осевых нагрузок.
297
На рис. 255 показан роликовый двухрядный сферический под шипник, отличающийся от шарикового лишь формой тел качения.
На рис. 256 показан ролико-конический подшипник. В этом подшипнике конические ролики 1 несколько утоплены в канавку
|
внутреннего |
кольца |
2 и передают |
осевые |
||||
|
усилия на коническую поверхность наружного |
|||||||
|
кольца |
3. |
Подшипник — разборный: наружное |
|||||
|
кольцо можно снимать. Сепаратор удержи |
|||||||
|
вает ролики на определенном расстоянии друг |
|||||||
|
ст друга. |
|
|
|
с |
малым и |
||
|
Этот подшипник изготовляется |
|||||||
|
большим углом конусности. Из конструкции |
|||||||
|
видно, что подшипники могут передавать |
|||||||
|
значительные осевые усилия. |
|
|
|||||
|
Роликовые подшипники имеют то преиму |
|||||||
|
щество перед шариковыми, что у них контакт |
|||||||
|
роликов с |
кольцами |
происходит |
не |
в точке, |
|||
|
а по линии и поэтому они могут передать |
|||||||
|
большую нагрузку, а также лучше приспособ |
|||||||
|
лены |
для |
работы с |
ударными |
нагрузками. |
|||
Рис. 257. Роликовый |
Последним требованиям лучше всего удовлет |
|||||||
воряет |
подшипник с витыми роликами. Такой |
|||||||
подшипник с витыми |
||||||||
роликами |
подшипник показан на рис. 257. На ось наде |
|||||||
|
вается |
витой |
ролик, |
который, благодаря пру |
жинящему действию, хорошо воспринимает ударную нагрузку. Очевидно, этот подшипник непригоден для передачи осевых усилий.
Стремление уменьшить габарит подшип |
|
|
||
ника привело к созданию игольчатого под |
|
|
||
шипника, показанного на рис. 258. |
|
|
|
|
В этом подшипнике телами качения |
|
|
||
являются иглы 1 диаметром от 2,5 до 5 мм, |
|
|
||
укладываемые без сепаратора. Зазор между |
|
|
||
иглами сохраняется благодаря слою смазки. |
|
|
||
Эти подшипники воспринимают значи |
|
|
||
тельную радиальную нагрузку (без осевой) |
|
|
||
и имеют небольшой габарит. |
|
|
|
|
Разновидность габаритов этих подшип |
|
|
||
ников, предусмотренных |
ГОСТ’ом, |
весьма |
|
|
ограничена. |
изготовляются из |
|
|
|
Подшипники качения |
|
|
||
высокоуглеродистой хромисто-марганцевой |
|
|
||
стали. |
|
Рис. |
258. |
Игольчатый |
Кольца после токарной обработки зака- |
подшипник |
|||
ляются для получения необходимой поверх |
и |
ролики после |
||
ностной твердости и затем шлифуются. Шарики |
||||
горячей или холодной |
штамповки |
термически |
обрабатываются, |
а затем подвергаются шлифовке и полировке.
Сепаратор изготовляется из полосовой стали штамповкой.
298