Критерии работоспособности

1. Теплостойкость подшипника.Работа трения нагревает подшипник. С повышением температуры снижается вязкость смазки, толщина смазочного слоя и увеличивается вероятность заедания цапфы в подшипнике. Перегрев подшипника является основной причиной его разрушения.

2. Износостойкость.Работа подшипника сопровождается износом вкладыша и цапфы, что нарушает правильную его работу. Интенсивность износа определяет долговечность подшипника.

3. Статическая и усталостная прочность.В случае действия больших кратковременных перегрузок ударного характера вкладыши подшипников могут хрупко разрушаться. Такому разрушению подвержены вкладыши из баббитов и пластмасс. Усталостное выкрашивание свойственно подшипникам с малым износом и наблюдается сравнительно редко.

Расчет подшипников полужидкостного трения

К таким подшипникам относятся подшипники грубых тихоходных механизмов, машин с частыми пусками и остановками, неустановившимся режимом нагрузки, плохими условиями подвода смазки и т. д.

Эти подшипники рассчитывают:

1. По допускаемому давлению в подшипнике.

Условие работоспособности подшипника

(13.4)

где F_r – радиальная нагрузка;

d – диаметр вала;

l – длина цапфы (вкладыша).

Длину цапфы назначают в зависимости от диаметра вала l= d,

где  = 0,5…1,2выбирают из опыта эксплуатации.

2. По допускаемому произведению давления на скорость PV [PV].

Расчет поPVпредусматривает предупреждение интенсивного износа, перегрева и заедания. Допускаемые значения[P]и[PV]определяют из опыта эксплуатации подобных конструкций.

Р Рис. 13.10Рис. 13.11асчет подшипников жидкостного трения

Рассмотрим схему подшипника жидкостного трения. Вращающийся вал под действием внешней нагрузки F_r занимает в подшипнике эксцентричное положение.е - эксцентриситет. Масло увлекается в клиновидный зазор между валом и вкладышем и создает гидродинамическое давление, равнодействующая которого уравновешивает внешнюю нагрузку (рис. 13.10). Решение уравнений гидродинамики позволило получить зависимость для радиальной нагрузки подшипника

(13.5)

где  - угловая скорость цапфы; =2/d– относительный зазор в подшипнике;

=(D-d)/2– абсолютный зазор в подшипнике;-коэффициент нагруженности подшипника.

Минимальный зазор в подшипнике равен

h_min= -e=(1-),(13.6)

где - относительный эксцентриситет.

Связь между C_Fиимеет вид параболы (рис. 13.11).

Для заданных условий работы из формулы (13.5) находим C_F, а затем по графику (рис. 13.11) находим. Далее по формуле (13.6) находитсяh_min. Условие безопасности работы

h_min > R_z1+R_z2 ,

где R_z1иR_z2– высоты микронеровностей цапфы и вкладыша.

Как правило, большинством из неизвестных параметров задаются, основываясь на рекомендациях, выработанных практикой, и затем проверяют запас надежности подшипника по режиму жидкостного трения.

Лекция №14 Подшипники качения

Преимущества перед подшипниками скольжения:

1. Значительно меньшие потери на трение в пусковые моменты;

2. Меньше расход смазочных материалов;

3. Большая надежность против заедания и пожарная безопасность. Возможность безаварийной работы при кратковременных перебоях с подачей смазки.

4. Высокая степень взаимозаменяемости.

5. Относительно малая стоимость при массовом производстве.

Недостатки:

1. Малая долговечность при больших скоростях;

2. Высокая жесткость, то есть он не способен воспринимать ударные нагрузки.