книги из ГПНТБ / Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов

ния скольжения; равнодействующая нормальных давлений про­ ходит через точку контакта керна и подшипника. Полные реакции в точках контакта определяются выражениями

тывания.

Пренебрегая силами инерции, уравнения равновесия керна запишем так:

где rK = 0KA sin a (рис. 15.41, б); a — угол, образованный осью подшипника с линией центров ОпОк.

Линия действия нормальной составляющей реакции R ^ ' совпа­ дает с направлением общей нормали Оп Ок к поверхностям керна и подшипника. Найдем выражения орта нормали к сферической

жении изображен пунктиром. В системе х, у, z, ось z которой

Одной из проекций вектора нормали можно придать произ­ вольное значение. Примем, что nz = 1; тогда пх = tg Ф, пу = = tg Є tg

Проекции орта нормали определятся такими выражениями:

При вскатывании керна линия центров ОпОк сфер вращается вокруг оси г подшипника, образуя коническую поверхность с вер­ шиной в точке Оп . Образующая этого конуса составляет с осью z постоянный угол а, следовательно,

Подставив выражения (15.62) и (15.63) в (15.60), найдем

Нормальная составляющая R„ M ) реакции противоположна по направлению е (рис. 15.41, в); следовательно,

Подставив выражения (15.74) и (15.75) в (15.58), получим

После завершения вскатывания в опорах возникает трение скольжения, движущий момент определится зависимостью

При вертикальном расположении опор на кернах потери на трение будут меньшими в конструкции с одной опорой по сравне­ нию с конструкцией с двумя опо­ рами. Примером конструкции С а> одной вертикальной опорой может служить подвес для магнитной стрелки компаса (рис. 15.42, а); в таких конструкциях часто преду­ сматриваются арретирующие уст­ ройства для закрепления подвиж­ ного элемента при переносе и ~~ транспортировке прибора.

15.10.ТИПЫ П О Д Ш И П Н И К О В КАЧЕНИЯ

ИИХ К Л А С С И Ф И К А Ц И Я

Общие сведения. Подшипники качения (рис. 15.43) обычно состоят из наружного / и внутреннего 2 колец, тел качения 3 в виде шариков (рис. 15.43, а) или роликов (рис. 15.43, б), сепаратора 4. Наружное и внутреннее кольца подшипника служат для соедине­ ния его с корпусом и валом. Сепаратор удерживает тела качения на равном расстоянии друг от друга. В процессе движения шарики (ролики) перекатываются по беговым дорожкам колец. В некото­ рых типах подшипников предусматриваются маслоудерживающие шайбы, уплотнительные и шумопоглощающие устройства. Многие типы подшипников качения стандартизованы, но в приборострое­ нии применяются также и нестандартные подшипники: а) с совме­ щенными опорами (без наружных и внутренних колец), что по­ зволяет уменьшить габариты; без сепараторов; б) с уменьшенными моментами трения; в) скоростные подшипники со скоростью вра­ щения до 30 ООО об/мин.

Подшипники качения по сравнению с подшипниками скольже­ ния имеют следующие преимущества: а) меньшие потери на трение при трогании с места и в процессе движения; б) предъявляется меньше требований к условиям эксплуатации и смазки; в) отпа­ дает необходимость в применении цветных металлов, естествен­ ных и искусственных минералов (агата, корунда, рубина и т. д.);

Среди роликов различаются: короткие (рис. 15.44, б) и длинные ролики (рис. 15.44, в); конические ролики (рис. 15.44, 3); бочкооб­ разные симметричные и несимметричные ролики (рис. 15.44, е); игольчатые ролики (рис. 15.44, ж) ; витые ролики, изготовляемые навивкой из прямоугольной полосы (рис. 15.44, г). По числу рядов тел качения подшипники бывают однорядными, двух- и многорядными.

Шариковые подшипники по сравнению с роликовыми допускают большую, как правило, скорость вращения, возможность восприя-

тия, помимо радиальной и осевой нагрузки, обеспечивают фикса­ цию вала в осевом направлении (это достигается благодаря вы­ полнению беговых дорожек в форме желобков). Меньшая быстро­ ходность роликовых подшипников объясняется тем, что из-за погрешностей исполнения посадочных мест контакт роликов с до­ рожками качения становится кромочным; только у роликовых подшипников с короткими роликами быстроходность прибли­ жается к быстроходности шариковых подшипников. Возможностью воспринимать осевую нагрузку кроме радиальной обладают не только шарикоподшипники, но и некоторые типы роликовых под­ шипников — с коническими роликами, двухрядные сферические. Роликовые подшипники с цилиндрическими роликами могут вос­ принимать только радиальную нагрузку. Игольчатые роликовые подшипники применяются при стесненных радиальных габаритах и небольших скоростях вращения, не превышающих, как правило, 5 м/сек; длина игл в 4—10 раз превосходит их диаметр; осевых нагрузок такие подшипники не воспринимают. Игольчатые роли­ ковые подшипники часто применяются без сепаратора; для зна­ чительного уменьшения радиальных габаритов игольчатые под­ шипники иногда применяются только с одним кольцом, а иногда и вовсе без колец (беговые дорожки выполняются непосредственно на валу и в корпусе). Применение роликовых подшипников с ви­ тыми роликами было продиктовано стремлением увеличить по­ датливость роликов для восприятия радиальных нагрузок удар­ ного действия. Ролики в таких подшипниках изготовляются навивкой прямоугольной ленты. В настоящее время такие ролико­ подшипники применяются все реже, так как по нагрузочной спо­ собности и быстроходности они значительно уступают подшип­ никам со сплошными цилиндрическими роликами.

В зависимости от направления воспринимаемой нагрузки по отношению к оси вала различаются: а) радиальные подшипники, воспринимающие радиальную нагрузку; б) радиально-упорные, способные воспринимать радиальную и осевую нагрузки; в) упор­ ные, воспринимающие осевую нагрузку.

Соотношение между осевой Qo c и радиальной Q нагрузками, которые могут воспринимать радиальные и радиально-упорные подшипники, определяется углом контакта В. Обратимся к рис. 15.45, а и 15.45, б, на которых представлены сечения ра­ диального и радиально-упорного подшипников плоскостью, про­ ходящей через ось подшипника. Профили беговых дорожек в ука­ занном сечении очерчены дугами окружностей с центрами С\ и С 2

радиуса р > * у - , где йш — диаметр шарика. Шарик касаетс'я бе­ говых дорожек в точках Мг и М2. Обозначим через П пло­ скость, проведенную через центры шариков перпендикулярно оси

точки касания шарика с беговыми дорожками, с плоскостью Я ,

проведенной через центры шариков, называется углом контакта. В радиальном шарикоподшипнике теоретическое значение угла контакта В =• 0; в радиально-упорных шарикоподшипниках зна­ чения углов 8 составляют 12, 26 и 36°. Радиально-упорные шарико­ подшипники могут воспринимать одностороннюю осевую нагрузку

предназначенный для восприятия осевой нагрузки одностороннего действия. От шарика 3 к кольцам / и 2 подшипника передаются

При наличии зазора в радиальном шарикоподшипнике под дей­ ствием осевого усилия внутреннее кольцо смещается относительно наружного, и угол контакта 6 становится отличным от нуля (рис. 15.45, в). Радиальный шарикоподшипник может восприни­ мать в этом случае и осевую нагрузку в пределах 70% неисполь­ зованной допускаемой радиальной нагрузки — разности допусти­ мой для шарикоподшипника и действующей радиальными нагруз­ ками. Осевая нагрузка радиально-упорного подшипника в зави­ симости от указанных выше значений В может составить до 70, 150 и 200% от неиспользованной допускаемой радиальной на­