Глава 18. Подшипникискольжения

Рис. 18.7. Обобщенная характерисработикаы п одшипникаскольжения

тельный зазор, соответствующий тепловому балансу и выбранномуотносительномуэксцентриситету:

ществляется, главным образом, смазочным материалом ( W2 W3 ), из уравнения теплового баланса находят среднюю температуру масла

tm pmCT tвх. c qCF

Обобщенная характеристика работы подшипника (см. рис. 18.7) позволяетлегко подобрать стандартнуюпосадку . При выборе посадки следует иметь в виду, что при малых диаметральных зазорах S( см. п. 18.6) толщина масляного слоя может оказаться недостаточной, а его температура — слишком высокой. При больших зазорах возрастаетрас ход маслаи ухудшается центрирование вала.

18.10. Устойчивость работы подшипников скольжения

При работе подшипника с малыми эксцентриситетами движение вала может быть неустойчивым. В соответствии с формой эпюры давления вал смещается не по линии действия радиальной

422

18.10. Устойчивостьработ ыподшипни ковскольжения

нагрузки, а под углом к ней (см. рис. 18.4). С уменьшением эксцентриситета угол нагрузки a возрастает, а жесткость масляного слоя снижается в результате уменьшения клиновидности зазора. При этом малые изменения нагрузки приводят к большим перемещениям вала, которые легко переходят в вихревые движения. При наличии неуравновешенной центробежной силы круговые движения центравала превращаются в спиральные с возрастающимрадиус ом, что приводит к ударам вала о вкладыш и разрушению подшипника. Самовозбуждающиесяко лебаниява лов (автоколебания) характерны длябыстроходных роторных машин .

При работе с большими эксцентриситетами ( 0,5) движе-

ниевала является , как правило, устойчивым.

Для предотвращения автоколебаний применяют виброустойчивые подшипники с вкладышами некруглой формы, которые образуют несколько клиновых зазоров, что повышает жесткость масляного слоя. Это достигается растачиванием вкладышей со

Рис. 18.8. Схемы конструкций виброустойчивых подшипников:

а — «лимонная» форма вкладышей; б — сборка со взаимным смещением вкладышей

повышает виброустойчивость подшипника применение плавающей втулки, которую размещают между цапфой и рабочей поверхностью вкладыша. Втулка вовлекается во вращение маслом и вращается с частотой, вдвое меньшей, чем вал. При этом снижаются

423

Глава 18. Подшипникискольжения

тепловыделение и износ, повышаются демпфирующая способность и надежность подшипника (благодаря наличию двух пар поверхностейтрения ), ноувеличивается радиаль ныйзазор .

18.11. Гидростатические подшипники

Вгидростатических подшипниках подъемнаяси ла возникает в результате принудительного создания давления в смазочном мате-

местакоэффициент тр енияблизок к нулю .

Гидростатические подшипники применяют для тяжелых тихоходных валов, в испытательных машинах и телескопах, в опорах, требующих точного вращения, например в особо точных станках. Масло подают через дроссели 1( дозирующие отверстия) в закрытые по периферии карманы 2, выполненные во вкладышах (рис. 18.9). Дроссель примерно вдвое снижает давление масла, поступающего в карман. Это необходимо для обеспечения устойчивости цапфы в подшипнике. При смещении цапфы под действием нагрузки в сторону какого-либо кармана в нем возрастает давление в результате уменьшения зазоров, через которые вытекает масло. В противолежащем кармане давление резко снижается вследствие увеличения зазоров и ограниченной пропускной способности дросселя, подающего масло в карман. Таким образом, возникают силы, возвращаюие цапфу в исходное положение. В тяжелых быстроходных машинах и

Рис. 18.9. Схемагидростатического подшипника

424

18.13.Подпятники

вусловиях частых пусков применяют гидростатодинамические подшипники, которые совмещают преимущества гидростатических и гидродинамических подшипников.

18.12.Подшипники с газовой смазкой

Применение в подшипниках скольжения газа в качестве смазочного материала позволяет резко снизить коэффициент трения и неограниченно повысить частоту вращения. Вязкость воздуха в 100 раз меньше вязкости керосина и практически не зависит от температуры и давления. Применяют газодинамические и газостатические опоры. Эти опоры требуют высокой точности изготовления, обладают меньшей нагрузочной способностью, чувствительны к перегрузкам и склоннык автоколебаниям .

Газодинамические опоры применяют в турбокомпрессорах, турбодетандерах для сжижения газов, центрифугах, гироскопах и газовыхтурбинах .

Газостатические опоры используют, главным образом, в приборах и особо точных станках. При этом обязательно предусматриваютмеры противвозникно венияавтоколебаний .

При расчете газовых подшипников необходимо учитывать сжимаемость газа.

18.13. Подпятники

Назначение подпятников— воспринимать осевые нагрузки или осуществлять осевую фиксацию вала (рис. 18.10). Вал снабжают упорным диском или гребнями, которые взаимодействуют

Рис. 18.10. Схемы подпятников:

а —ги дродинамического; б — гидростатического

425