Конструктивные типы подшипников скольжения
Рис. 45
Простейшие подшипники скольжения имеют неразъемный корпус обычно с бронзовой втулкой; более сложные подшипники имеют разъем вдоль оси как корпуса, так и вкладышей. Вкладыши делаются стальными или чугунными с наплавкой антифрикционного сплава или бронзовые. В зоне разъема вкладышей имеются так называемые холодильники - емкости для масла, а на поверхности контакта с шайкой вала нарезаются неглубокие масляные канавки. Конструкции подшипников разнообразны, с ними необходимо ознакомиться по учебнику.
Условный расчет подшипников скольжения
Этот расчет непосредственно не отражает наличие жидкостного трения, но, благодаря своей простоте и большому накопленному опыту по допускаемым величинам, достаточно широко применяется в машиностроении.
а) расчет на удельное давление:
б) на удельную мощность трения:
Для ответственных и быстроходных подшипников желательно производить проверку по гидродинамической теории.
ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ
а) классификация и область применения подшипников качения
1. Шариковый радиальный - самый массовый, распространенный и дешевый тип. Воспринимает радиальные и небольшие осевые нагрузки (до 70% от неиспользованной радиальной). Применять следует везде, где это возможно.
Рис. 46
2. Шариковый сферический - самоустанавливающийся тип. Воспринимает радиальные и незначительные осевые нагрузки (до 20% от неиспользованной радиальной). Применяется там, где оси опор смежны или при гибких длинных валах, имеющих большой прогиб.
3. Шариковый радиально-упорный. Воспринимает радиальные и значительные осевые нагрузки. Имеет глубокие канавки; разъемный - устанавливается попарно. Применяется там, где осевые нагрузки сравнительно велики.
4. Роликовый цилиндрический - воспринимает только радиальные, но, благодаря линейному контакту, большие по величине нагрузки. Применяется там, где нет осевых нагрузок.
5. Роликовый сферический - воспринимает очень большие радиальные и довольно большие осевые нагрузки. Самоустанавливающийся тип. Применяется там же, где тип (2), но при больших нагрузках.
6. Роликовый конический - воспринимает большие радиальные и большие осевые нагрузки, универсальный, разъемный тип подшипника. Рекомендуется, в частности, для конических зубчатых передач. Устанавливается попарно, при износе регулируется осевой зазор, для чего под фланцами крышек предусматривается набор регулировочных прокладок или устанавливаются регулировочные гайки.
7. Роликовый с витыми роликами (тип ХАЯТ) - воспринимает только радиальные нагрузки, хорошо сопротивляется удару благодаря упругим роликам, изготовленным из плотно навитой проволоки прямоугольного сечения. Не обладает высокой точностью, поэтому применяется для тихоходных валов грубой центровки.
8. Игольчатой - воспринимает только радиальные нагрузки. Отличается очень малыми радиальными габаритами, может работать без одной обоймы или вообще без обойм, не имеет сепаратора, иголки укладываются вплотную одна к другой. Предельное число оборотов меньше, чем у других подшипников.
9. Шариковый упорный - воспринимает только осевые нагрузки. Устанавливается в паре с другим подшипником, воспринимающим радиальную нагрузку.
б) материал и термообработка подшипников качения
Обоймы (кольца) подшипников и тела качения изготавливаются из высокохромистой и высокоуглеродистой стали типа ШХ-15 с закалкой до весьма высокой твердости HRC = 50-66. Сталь этого типа после закалки приобретает очень высокие механические свойства, не становясь при этом хрупкой.
в) точность изготовления и посадки подшипников качения
Кольца и тела качения изготавливаются по 1-му классу точности и выше. Обычные подшипники имеют нормальную точность - Н (знак не выбивается); для повышенных и высоких скоростей применяются более высокие точности изготовления: П - повышенная, В - высокая, С - сверхвысокая (знак выбивается на торцах колец). Стоимость высокоточных подшипников намного превосходит стоимость нормальных.
Для установки подшипников на шейках валов и в корпусе применяются посадки промежуточного типа:
если вращается вал, то на валу – Еп или Пп, а в корпусе – Сп ;
если вращается корпус, а вал (ось) неподвижны, то на валу - С, а в корпусе - Нп или Пп.
Подшипниковые посадки второго класса точности: Нп, Пп, Сп отличаются от нормальных посадок Н, П, С суженным полем допуска.
Более тугие посадки затрудняют монтаж и демонтаж подшипников и могут служить причиной защемления тел качения, поэтому не могут быть рекомендованы; более свободные посадки не обеспечивают удержания от вращения подшипниковых колец.
г) система обозначения подшипников качения
На один и тот же диаметр шейки вала предусматривается несколько серий подшипников, которые отличаются размерами колец и тел качения и соответственно величиной воспринимаемых нагрузок.
В пределах каждой серии подшипники равных типов взаимозаменяемы в мировом масштабе. В стандартах указываются: номер подшипника, размеры, вес, предельное число оборотов, статическая нагрузка и коэффициент работоспособности.
Серии:
1. Особо легкая.
2. Легкая.
3. Средняя.
4. Тяжелая.
5. Легкая широкая.
6. Средняя широкая.
Рис. 47
Обозначения
Две крайние цифры номера справа, умноженные на пять, выражают диаметр шейки вала d в мм; третья цифра справа выражает номер серии; четвертая цифра справа выражает тип подшипника, так: отсутствие цифры (нуль) - шариковый радиальный, единица - шариковый сферический, два - роликовый цилиндрический, ... семь - роликовый конический.
Пятая и другие цифры справа, если они есть, означают конструктивные особенности данного типа.
д) распределение нагрузки на теле качения подшипника
Рис. 48
Задача распределения нагрузки на тела качения статически неопределимая и решается на основе совместности деформации системы:
Для шарикоподшипника:
. . . . . . . . . . . .
Для роликоподшипника:
. . . . . . . . . . .
Из вышеприведенных соображений можно сделать выводы:
1. Нагрузку воспринимают только нижние тела качения, a верхние и боковые - не воспринимают.
2. Наибольшая нагрузка приходится на центральный шарик или ролик; решение задачи показывает, что он несет нагрузку в 4 - б раз большую средней, которая имела бы место, если бы все тела качения воспринимали нагрузку поровну.