38. Подшипники скольжения.

  

ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ

  

 

 

Принципиальная схема опоры с подшипником скольжения

 

Подшипник скольжения представляет собой корпус, имеющий цилиндрическое отверстие, в которое вставляется вкладыш или втулка из антифрикционного материала (часто используются цветные металлы), и смазывающее устройство. Между валом и отверстием втулки подшипника имеется зазор, который позволяет свободно вращаться валу. Для успешной работы подшипника зазор предварительно рассчитывается. 

Подшипники скольжения   имеют следующие преимущества:

• допускают высокую скорость вращения; 

• позволяют работать в воде, при вибрационных и ударных нагрузках;

• экономичны при больших диаметрах валов;  

• возможность установки на валах, где подшипник должен быть разъемным (для коленчатых валов);

• допускают регулирование различного зазора  и, следовательно, точную установку геометрической  оси вала.

Недостатки подшипников скольжения:

• высокие потери на трение и, следовательно, пониженный коэффициент полезного действия (0,95... 0,98);

• необходимость в непрерывном смазывании;  

• неравномерный износ подшипника и цапфы;

• применение для изготовления подшипников дорогостоящих материалов;  

• относительно высокая трудоемкость изготовления.

39. Режимы трения подшипников скольжения.

В зависимости от конструкции условий эксплуатации трение скольжения бывает:

• жидкостным, когда поверхности вала и подшипника разделены слоем жидкого смазочного материала, непосредственного контакта между этими поверхностями либо нет, либо он происходит на отдельных участках;  

• граничным – поверхности вала и подшипника соприкасаются полностью или на участках большой протяженности, причем смазочный материал в виде тонкой пленки;

• сухим – непосредственный контакт поверхностей вала и подшипника по всей длине или на участках большой протяженности, жидкостной или газообразный смазочный материал отсутствует;

• газовое – поверхности вала и подшипника разделены слоем газа, трение минимально. 

40. Расчет подшипников скольжения при полужидкостном трении.

то подшипники грубых тихоходных устройств, машин с частыми запусками и остановками, неустановившимся режимом перегрузки, нехорошими критериями подвода смазки.

Эти подшипники рассчитывают по аспектам прочности и теплостойкости вкладыша.

1. В качестве аспекта прочности принимают среднее безупречное давление Р, при помощи которого условие прочности вкладыша опоры выражается последующей зависимостью:

, (2.4.)

где F_r - радиальная перегрузка на подшипник;

d – поперечник цапфы;

l – длина подшипника;

[Р ] - допускаемое удельное давление (табличное) в зависимости от материала обладателя.

2. Аспект теплостойкости предугадывает обеспечение обычного теплового режима работы опоры. Интенсивность тепловыделения пропорциональна работе сил трения, а отвод теплоты – площади поверхности трения.

Исходя из этого, обычный режим трения считается обеспеченным, ежели соблюдается условие:

, (2.5.)

где V– окружная скорость скольжения;

41. Расчет подшипников скольжения при жидкостном трении.

[РV] – допускаемое значение аспекта теплостойкости (значение табличное, в зависимости от материала).

Более всераспространенным типом ответственных подвижных соединений являются подшипники скольжения, работающие в критериях жидкостного трения, когда поверхности цапфы и вкладыша подшипника на сто процентов разбиты слоем смазочного материала и потому, при установившемся режиме износ подшипников малый.

В гидродинамических подшипниках смазочный материал увлекается вращающейся цапфой в клиновой зазор, в итоге чего же возникает гидродинамическое давление, превышающее нагрузку на опору и стремящееся расклинить поверхности цапфы и вкладыша. При определенной частоте вращения вала (другие причины постоянны) создается равновесие гидродинамического давления и сил, работающих на опору. Поверхности подшипника при всем этом разбиты переменным зазором, равным h_min. Положение вала в состоянии равновесия определяется абсолютным ε и относительным эксцентриситетами. Меньшая толщина масляного слоя связана с относительным эксцентриситетом зависимостью:

. (2.6.)

Для обеспечения жидкостной смазки нужно чтоб масляный слой имел толщину определяемую зависимостью:

. (2.7.)

Расчет подшипников на жидкостное трение основывается на гидродинамической теории смазки и имеет собственной целью установление хороших отношений меж перегрузкой, скоростью движения, качествами смазочной воды и размерами поверхностей трения.

Традиционно при расчете определяется большая величина диаметрального зазора меж цапфой и вкладышем, допустимая по условиям жидкостного трения.

, (2.8.)

где - абсолютная вязкость смазочной воды;

p– перегрузка на вкладыш, Н;

h_min –малая толщина слоя смазочной воды, мм;

h_min = К (Н₁+Н₂);

k–коэффициент запаса = 3…8;

Установочный режим жидкостного трения возможен при условии .

Главным аспектом работоспособности подшипников скольжения является износостойкость - сопротивление абразивному изнашиванию и схватыванию.

Малый износ можно получить лишь при жидкостном трении, когда масляный слой принимает всю нагрузку. Для этого нужно, чтоб меньшая толщина масляного слоя [h_min] была больше, чем сумма высот микро неровностей цапфы (Rz_d) и вкладыша (Rz_D), что достигается созданием меж трущимися поверхностями лишнего давления. Такое давление быть может гидростатическим, создаваемым насосом. Основное практическое применение имеют подшипники с гидростатической смазкой. Вращающейся вал под действием наружной перегрузки занимает в подшипнике эксцентричное положение. Масло улавливается в клиновой зазор меж валом и вкладышем и делает гидродинамические поддерживающую силу (см. рис. 2.4.).

На рисунке 2.4. изображено положение цапфы в состоянии покоя, и относительного движения при жидкостном трении.

При установившемся режиме работы положение цапфы в подшипнике, не считая абсолютного, характеризуется относительно эксцентриситетом (см.рис. 2.4.)

. (2.9.)

При расчете [h_min] не считая суммы Rz_D и Rz_d, нужно учесть неизбежные погрешности производства и сборки подшипников и упругие деформации узла, для чего же в расчет вводят условный коэффициент сохранности либо запас надежности . Не считая этого, влияние отличия формы и расположения поверхности вала и вкладыша, гибкий изгиб вала, отличия скорости, перегрузки и температуры от расчетных значений учитываются добавкой на неразрывность масляного слоя.

Для обеспечения жидкостного трения нужно соблюдение условия .