14. Опоры скольжения и качения.

Опоры вращающихся осей и валов называются подшипниками. Подшипники служат также для поддержания различных деталей, вращающихся на осях. По виду трения различают: подшипники скольжения, в которых опорная поверхность оси или вала скользит по рабочей поверхности подшипника; подшипники качения, в которых используется трение качения благодаря установке шариков или роликов между опорными поверхностями оси или вала и подшипника.

По направлению действия воспринимаемой нагрузки подшипники делят на: радиальные, воспринимающие радиальные нагрузки; упорные, воспринимающие от вала только осевые нагрузки; радиально-упорные, воспринимающие одновременно радиальные и осевые нагрузки.

Подшипники скольжения. Подшипники скольжения имеют следующие преимущества: простота конструкции, малые размеры; возможность применения разъемных подшипников; высокую частоту вращения (100 000 об/мин и более), возможность работы в воде и агрессивных средах, а также при вибрационных и ударных нагрузках. К недостаткам подшипников скольжения относятся: высокие потери на трение и в связи с этим пониженный КПД; необходимость систематического наблюдения и непрерывной смазки; неравномерный износ подшипников и цапфы; применение для изготовления подшипников дорогостоящих материалов; относительно большая длина цапфы и вкладыша.

Подшипник скольжения в большинстве случаев состоит из корпуса и помещенных в нем вкладышей, на которые непосредственно опираются ось или вал. Корпус обычно выполняют из чугуна; вкладыши для уменьшения трения изготовляют из материалов, которые в паре с цапфой вала имеют малый коэффициент трения.

Виды трения в опорах скольжения: сухое, полужидкостное, жидкостное.

Главное критерии работоспособности: износостойкость(p=F/ld≤[p], [p]=[0.5…4] МПА); теплостойкость; контактная прочность; заедание.

Подшипники качения-изделия или узлы, состоящие из колец и тел качения(шарики), предназначенные для поддерживания валов. По сравнению с подшипниками скольжения подшипники качения имеют следующие преимущества: низкий расход цветных металлов, малый коэффициент трения; большую грузо­подъемность при меньшей ширине подшипника; незначи­тельный расход смазочных материалов; взаимозаменяемость; простоту монтажа, ухода и обслуживания. К не­достаткам относятся: значительно меньшая долговечность при больших частотах вращения и при больших нагруз­ках; ограниченная способность воспринимать ударные нагрузки; большие наружные диаметры по сравнению с подшипниками скольжения.

По форме тел качения подшипники качения делят на шариковые и роликовые. Ролики могут быть цилиндрические короткие, цилиндрические длинные, витые, игольчатые, бочкообразные и конические.

По числу рядов тел качения различают однорядные, двухрядные и четырехрядные подшипники.

По направлению воспринимаемой нагрузки изготовляют радиальные, радиально-упорные и упорные подшипники.

По радиальным габаритам при одинаковом внутреннем диаметре подшипники делят на следующие серии: сверхлегкие, особолегкие(1), легкие(2), средние(3), тяжелые(4); по ширине подшипники различают: узкие, нормальные, широкие и особоширокие.

Классификация подшипников качения: Шариковый радиальный однорядный(тип 0), шариковый сферический двухрядный(тип 1), роликовый с коротким цилиндрическим роликом(тип 2), роликовый двузрядный подшипник(тип 3), роликовый игольчатый(с длинным роликом, тип 4), роликовый с витым роликом(тип 5), шариковый упорно-радиальный(тип 6), конический роликовый(тип 7), шариковый упорный(тип 8), Упорный роликовый(тип 9).

Маркировка подшипников качения: первые 2 цифры справа-внутренний диаметр(умножить на 5), след.-серия подшипника, след.-тип подшипника, след.2- конструктивные особенности. Пример: 7302-роликовый конический, средняя серия, диаметр 0.2*5=10 мм.

Главные критерии работоспособности подшипников качения: 1) остаточные пластические деформации(для подшипников, работающих без вращения), 2) усталостные выкрашивания на дорожках и тела качения. 3) раскалывание колец и тел качения. 4) износостойкость. Расчёт проводят на динамическую грузоподъемность и долговечность.