Подшипники служат опорами валов и осей, они поддерживают их в пространстве, обеспечивая возможность вращения и качения, воспринимают и передают на корпус приложенные к ним радиальные и осевые нагрузки. От качества подшипников в значительной степени зависят работоспособность и долговечность машин. Во избежание снижения ККД механизма, потери в подшипниках должны быть минимальными.
Классификация подшипников
По виду трения:
- подшипники скольжения (опорный участок вала по поверхности подшипника скользит);
- подшипники качения, (трение скольжения заменяется трением качения с помощью установления тел качения между опорными поверхностями вала и подшипника).
По воспринимаемой нагрузке:
- радиальные, которые воспринимают радиальные нагрузки;
- упорные, которые воспринимают осевые нагрузки;
- радиально-упорные, которые воспринимают радиальная и осевая нагрузки.
Подшипники скольжения – это опоры вращающихся деталей, которые работают в условиях скольжения поверхности цапфы по поверхности подшипника.
Форма рабочей поверхности подшипника скольжения так же, как и форма цапфы вала, может быть
- цилиндрической,
- плоской,
- конической,
- сферической.
Опору, передающую осевую нагрузку, называют подпятником. Подпятники работают, как правило, в паре с радиальными подшипниками. Больша часть радиальных подшипников может воспринимать небольшие осевые нагрузки. Для фиксирования вала в осевом направлении его изготовляют ступенчатым с галтелями, при этом кромки подшипников закругляют. Подшипники с конической поверхностью (в) применяют редко. Их используют при небольших нагрузках при необходимости систематического устранения зазора от износа подшипника с целью сохранения точности механизма. Так же редко применяют и сферические подшипники. Эти подшипники допускают перекос оси вала, т.е. имеют способность самоустановления. Их применяют преимущественно как шарниры в подъемных механизмах с периодическим поворотом в пределах ограниченных углов.
Основным элементом подшипника является вкладыш из антифрикционного материала. Вкладыш устанавливаеются в специальном корпусе подшипника или непосредственно в корпусе.
В современном машиностроении область применения подшипников скольжения значительно.сократилась. Тем не менее значение подшипников скольжения осталось велико в современной технике. В целом ряде конструкций они незаменимы:
- разъемные подшипники;
- высокоскоростные подшипники в условиях работы с вибрацией, шумом, большими инерционными нагрузками на тела качения;
- подшипники прецизионных машин;
- при работе в особых условиях (вода, агрессивная среда и т.п.);
- подшипники дешевых тихоходных механизмов и некоторые другие.
Условия работы и виды разрушения подшипников скольжения
Вращению цапфы в подшипнике противодействует момент сил трения. При этом нагревается подшипник и цапфа.Теплота выделяется через корпус подшипника и вал, переносится со смазывающей жидкостью. Повышение температуры снижает вязкость смазки, увеличивая вероятность заедания цапфы в подшипнике, что приводит к выплавлению вкладыша. Основной причиной его выхода из строя подшипника является перегрев
При работе подшипника наблюлается износ вкладыша и цапфы, что нарушает правильную работу механизма и самого подшипника. Интенсивность износа определяет долговечность подшипника.
При переменных нагрузах на поверхности вкладыша может наблюдаться усталостное выкрашивание.
При больших кратковременных перегрузках ударного характера вкладыши могут хрупко разрушаться.
Трение и смазка подшипников скольжения
Трение определяет нагрев, износ и КПД подшипника. Для уменьшения трения применяют смазку. В зависимости от режима работы подшипника в нем может быть полужидкостное или жидкостное трения.
При жидкостном трении рабочие поверхности вала и вкладыша разделены слоем смазки, толщина которой больше суммы высот шероховатостей поверхностей
В этом случае масло воспринимает внешнюю нагрузку, препятствуя непосредственному соприкосновению рабочих поверхностей, т.е. износа. Сопротивление движению при эидкостном трении определяется только внутренним трением в смазочном материале.
При полужидкостном трении в подшипнике наблюдается смешанное трение — одновременно жидкостное и граничное. При граничном трении поверхности покрыты тончайшей пленкой смазки, которая образовалась в результате молекулярных сил и химических реакций активных молекул материала вкладыша и смазки
Наиболее выпогодным режимом работы подшипника скольжения является режим жидкостного трения, являющийся основным критерием расчета подшипников скольжения, обеспечивающим работоспособность по критериям износа и заедания.
Условия образования режима жидкостного трения:
- образование зазора клиновой формы между скользящими поверхностями;
- непрерывное заполнение зазора маслом соответствующей вязкости;
- обеспечение достаточной скорости относительного движения поверхностей для создания в слое смазки давления, которое может уравновесить внешнюю нагрузку.
Материалы
К материалу вкладыша предъявляются такие условия:
- малый коэффициент трения и высокое сопротивление заеданию в периоды отсутствия режима жидкостного трения (пуски, торможения и т.п.);
- достаточная износоустойчивость наряду со способностью к приработке; износоустойчивость вкладыша должна быть ниже износоустойчивости цапфы,так как замена вала обходится значительно дороже, чем замена вкладыша;
- довольно высокие механические характеристики и особенно высокое сопротивление хрупкому разрушению при действии ударных нагрузок.
Вкладыши изготовляют из различных материалов: бронзы, чугуна, баббита, пластмассы, металлокерамики и т.п. С целью повышения прочности подшипников, особенно при переменных и ударных нагрузках, применяют так называемые биметаллические вкладыши, в которых на стальную основу наплавляют тонкий слой антифрикционного материала - бронзы, серебра, сплава алюминия и т.п. Биметаллические подшипники имеют высокую нагрузочную способность.
Формат: pdf
Размер: 445 КВ
Язык: русский, украинский