79.Кинематика подшипника качения.

Шарик в подшипнике совершает плане­тарное движение.

Угловая скорость шарика вокруг своей оси: . Угловая скорость шарика вокруг оси вала: Угловая скорость сепа­ратора зависит от размеров шарика. Чем больше D_w при постоянном D₁, тем меньше ω_с. При неточном изготовлении шариков большие из них тормозят, а меньшие ускоряют сепаратор. Между сепаратором и шариками могут возникать значительные давления и силы трения. С этим связаны износ шариков и сепараторов,увеличение потерь в подшипнике и случаи поломки сепараторов.Контакт шарика с кольцами осу­ществляется по некоторой дуге aba (рис. 16.16). Скорости точек а и b при качении шарика различны. Если допустить, что в точке b нет сколь­жения, то оно будет в точке а. Таким образом, в шариковых подшипниках наряду с трением качения наблюда­ется трение скольжения. Это создает дополнительный износ и потери вшариковых подшипниках. В роликовых подшипниках все точки контакта одинаково удалены от оси роликов. Здесь наблюдается чистое качение. Потери и износ в роликовых подшипниках меньшие, чем в шариковых.

80. Распределение нагрузки между телами качения подшипников качения.

По условию рав­новесия. где γ=360°/z; z — число шариков. Исследование зависимости между силами F₀, F_u F₂,... F„ с учетом контактных деформаций при условии абсолютной точности раз­меров шариков и колец и отсутствии радиального зазора позволило установитьРешая относительно F₀ Вводя поправку на влияние радиального зазора и неточности размеров деталей, практически принимают Распределение нагрузки в значительной степени зависит от размера зазора в подшипнике и точности геомет­рической формы его деталей.

81. Причины выхода из строя и типоразмеры подшипников качения.

Правильно найденные и качественные подшипники при соблюдении естественных условий применении и хранения, в основном, отрабатывают расчетный срок работы и даже превышают его в 5-6 раз. При продолжении деятельности таких подшипников за счет остаточного ресурса они выходят из строя лишь по причине усталостного разрушения поверхностей или тел качения. Отказ подшипника с подобными типами усталостного разрушения рабочих поверхностей через какое-то время его работы выше расчетного стажа работы считается естественным разумным выходом его из строя. Неожиданный аварийный выход из строя изделия из-за отказа подшипника в период его работы выше расчетного стажа работы можно предотвратить путем подстановки его на новый по истечении расчетного стажа работы.

 

Очень особого внимания требуют преждевременные отказы подшипников, т.е. отказы появляющиеся раньше наступления его расчетного стажа работы. Неожиданный ответ подшипника опасен своей неожиданностью и может быть причиной серьезных аварий порой с тяжелыми последствиями.

Виды преждевременных отказов, а также вызывающие их причины и факторы весьма многочисленны и разнообразны.

 

Вместе с тем опыт применения подшипников показывает, что большинство причин отказов можно по некоторым признакам классификации свести к четырем группам: причины конструкторского характера, причины металлургического характера, причины технологического характера и причины связанные с монтажом и эксплуатацией подшипников.

 

К причинам конструкторского характера относятся – неправильный выбор типа подшипника при проектировании изделий машиностроения или приборостроения; – неправильный выбор типоразмера подшипника; – неправильный выбор и применение посадок подшипников; – неправильное назначение радиальных зазоров подшипников.

Причины металлургического характера обусловлены дефектами заготовок для изготовления деталей подшипников: – трещины; – закаты; – расслоения; – точечная неоднородность; – подкорковые пузыри; – неметаллические включения; – послойная кристаллизация; – центральная пористость и др.

Причины технологического характера обусловлены дефектами, возникающими при обработке заготовок и изготовления деталей подшипников: – заштамповка; – перегрев; – пережог; – трещины; – порубы; – риски; – раковины; – заковки металла и др.

Самая многочисленная группа причин – это причины монтажа и эксплуатации подшипников. К этим причинам можно отнести следующие: – отсутствие или недостаточная смазка подшипников; – перекос внутреннего и наружного колец подшипников при сборке и монтаже; – радиальное перемещение колец; – чрезмерная нагрузка при неработающем подшипнике; – вибрации при неработающем подшипнике; – смещение в местах посадки; – угловое смещение вала под нагрузкой при неподвижном подшипнике; – несоосность при монтаже и другие погрешности; – удары при монтаже, сборка с усилием при несоосности посадочных мест подшипников; – прохождение электрического тока через области контакта в подшипниках; – химическое воздействие на подшипник; – влага на поверхности подшипника; – тугая посадка, посадка не по всей поверхности; – проворачивание в местах посадки; – деформация посадочных мест; – воздействие инерционных сил; – изменение структуры смазки; – длительная работа при высоких и низких температурах; – загрязнение подшипника, попадание абразивных частиц; – чрезмерная осевая нагрузка и др.

Широкий спектр причин преждевременных отказов подшипников обуславливает достаточно широкий спектр видов отказов. При этом, как правило, нет однозначного соответствия причины и внешнего проявления отказа. В этих случаях для определения истинных причин преждевременного отказа приходится прибегать к проведению всесторонних исследований вышедших из строя подшипников и узлов, в которых они были установлены.