Подшипники скольжения - характеристика и расчёт.

Под­шипник скольжения - это опора (рис. 119), в которой цапфа (опорная поверх­ность вала) скользит по поверхности вкладыша (подшипника). Для уменьше­ния сил трения и снижения износа подшипники скольжения также смазывают. Область применения: опоры с особо высокими частотами вращения, разъёмные опоры, работа с ударными и вибрационными нагрузками, работа в абразивной среде, опоры редко работающих механизмов. Подшипники скольжения широко применяются в двигателях внутреннего сгорания, в ручном шлифовальном инструменте, в паровых и газовых турбинах, насосах, компрес­сорах, прокатных станах и др. оборудовании.

Преимущества подшипников скольжения: они легче и проще в изготов­лении, бесшумны, работают практически без износа в режиме жидкостной смазки, хорошо гасят колебания. Недостатки: большой расход цветных метал­лов, повышенные пусковые моменты, большие размеры в осевом направлении, сложность обеспечения жидкостной смазки.

Материалы деталей узла подшипника сколь­жения.

Подшипниковый узел содержит стальной или чугунный корпус подшип­ника, вкладыш или втулку, смазывающие и защитные устройства.

Рис. 119. Подшипники скольжения: а - радиальный; б - радиально-упорный

(1 - корпус, 2 - вкладыш, 3 - отверстие для подачи смазки, 4 - цапфа, 5 - маслораздаточная канавка)

Материалы вкладышей подразделяют на металлические, металлокерамические и неметаллические. Металлические материалы: баббиты (сплавы на основе олова или свинца с добавлением сурьмы, меди и др.), бронзы и латуни (сплавы на основе меди), антифрикционные чугуны. Металлокерамика - это пористые бронзографитовые и железографитовые композиции, пропитанные маслом и получаемые методами порошковой метал­лургии. Неметаллические материалы: пластмассы, резина, графитовые мате­риалы, текстолит, ДСП, прессованная древесина.

Рис. 120. Образование режима жидкост­ного трения: 1 - клиновая форма зазо­ра; 2 - перемещение центра цапфы; 3 - эпюра давления в масляном слое

Режимы работы и расчёт подшипников скольжения.

Различают работу подшипника в режиме I - граничной, II - смешанной и III -жидкостной смазки. Последний режим (рис. 120, б) самый благоприятный, по­скольку поверхности вала и вкладыша разделены слоем h смазочного материа­ла достаточной толщины. Однако избежать режимов граничной и смешанной смазки невозможно. Причины отказов подшипников скольжения: износ вкладыша или его хрупкое разрушение. Критерии работоспособности: износостойкость, сопро­тивление усталости антифрикционного слоя, теплостойкость.

Расчёт подшипника скольжения проводят в такой последовательности:

• определяют окружную скорость v, м/с, и назначают материал вкладыша;

• рассчитывают размеры вкладыша: l = (l,2...1,8)d; δ = 0,03d + (3...5) мм;

• проверяют выполнение условий: р< [р]; v<[v]; p∙v<[p∙v]; t<[t];

• условие обеспечения режима жидкостной смазки h = ф(μ∙ω / р) ≥ h_кp.

Лекция №20 муфты приводов Общие сведения

Большинство машин и технологических систем состоит из от­дельных узлов. Для обеспечения кинематической и силовой связей валы узлов соединяют муфтами.

Муфтой (рис.121) называют устройство для соединения концов валов или валов со свободно установленными на них деталями (зубчатыми колесами, шкивами и т.д.). Муфты передают вращающий момент без изменения его значения и направления. Некоторые типы муфт дополнительно могут способствовать снижению в машинах вредных нагрузок, предохранять от перегрузок, включать и выключать ис­полнительный элемент машины без останова двигателя.

Рис. 121 Классификация муфт приводов

По управляемости муфты приводов разделяют на:

• неуправляемые (нерасцепляемые),

• управляемые (сцепные),

• само­управляемые (автоматического действия).

Неуправляемые (нерасцепляемые) муфты осуществляют по­стоянное соединение валов между собой. Длинные валы по услови­ям изготовления и транспортирования делают составными, соединяя отдельные части некомпенсирующими (глухими) муфтами.

Вследствие неточностей изготовления и монтажа, деформаций при передаче нагрузки неизбежно относительное смещение соеди­няемых валов. Для снижения вредных нагрузок на валы вследствие их смещения применяют компенсирующие муфты: жесткие или уп­ругие. Упругие муфты способны также сглаживать динамические нагрузки (толчки, удары и вибрацию) вследствие наличия металли­ческих или неметаллических упругих элементов (стальных пружин, стержней, резиновых втулок, диска, шайбы, оболочки).

Управляемые (сцепные) муфты запускают в работу с помощью меха­низма управления сцепление и расцепление вращающихся или не­подвижных валов. По принципу работы различают муфты с про­фильным замыканием (кулачковые, зубчатые) и фрикционные. По форме поверхности трения фрикционные муфты делят на дисковые, конусные и цилиндрические.

Самоуправляемые муфты автоматически разъединяют валы при изменении заданного режима работы машины. Для предохране­ния машины от перегрузок, вызванных технологическим процессом или неправильной эксплуатацией, служат предохранительные муф­ты. Для обеспечения плавного пуска машин с большими ускоряе­мыми массами применяют центробежные муфты. Передачу момен­та и вращения только в одном направлении обеспечивают автомати­чески срабатывающие обгонные муфты (муфты свободного хода).

Диаметры посадочных отверстий муфты согласуют с диаметра­ми концов соединяемых валов, которые могут быть различными при одном и том же вращающем моменте вследствие применения разных материалов и различной нагруженности изгибающими момен­тами. Стандартные муфты каждого типоразмера выполняют для некоторого диапазона диаметров валов.