Критерии работоспособности и расчета подшипников скольжения

Основные критерии работоспособности подшипников скольжения:

· Износостойкость – сопротивление абразивному изнашиванию, которое возникает вследствие недостаточной несущей способности масляного слоя при установившемся режиме работы, неизбежного трения при пуске и останове, и попадании со смазочным материалом абразивных частиц, соизмеримых с толщиной масляного слоя;

· Сопротивление усталости при пульсирующей нагрузке – в поршневых машинах, машинах ударного и вибрационного действия и т.д.

При низкокачественной заливке вкладышей наблюдаются случаи отслаивания заливки.

Проверочный расчет по допускаемым давлениям в подшипнике

Расчет среднего давления в подшипнике ведется по радиальной нагрузке:

,

где – радиальная нагрузка на подшипник, Н;

– диаметр шейки вала, мм;

– длина вкладыша подшипника, мм;

– допускаемое давление, МПа: в подшипниках большинства стационарных машин при отсутствии особых требований к габаритам =1…4 МПа (в зависимости от условий работы и материалов); в коренных и шатунных подшипниках двигателей внутреннего сгорания =4…20 МПа; В подшипниках прессов, ковочных машин, прокатных станов =10…30 МПа.

Проверочный расчет на нагрев и скорость износа

Расчет выполняют по произведению среднего давления на окружную скорость трения :

,

где – характеристика теплообразования в подшипнике: для большинства стационарных машин =2…10 МПа∙м/сек; в подшипниках быстроходных и тяжелонагруженных машин при хорошем охлаждении и других специальных мероприятиях значения могут быть значительно повышены; в подшипниках автомобильных двигателей =25…35 МПа∙м/сек.

Окружная скорость трения , м/сек:

,

где – частота вращения вала, об/мин.

Допускаемые давления и особенно характеристики подшипников колеблются в очень широких пределах. Это связано с многообразием факторов, влияющих на работу подшипников. К ним относятся в первую очередь материалы, качество изготовления, кромочные давления, смазка, охлаждение, условия пуска, цикл работы и т.д.

ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ

Общие сведения

Подшипники качения являются основным видом опор валов и осей. Для снижения сопротивления при вращении используются тела качения.

Подшипники качения состоят из наружного и внутреннего колец с дорожками качения, тел качения (шариков или роликов), сепараторов, разделяющих и направляющих тела качения. В совмещенных опорах одно или два кольца могут отсутствовать. В них тела качения катятся непосредственно по канавкам вала или корпуса.

Подшипниковые узлы, кроме непосредственно подшипников качения, включают корпуса с крышками, детали крепления колец подшипников, защитные и смазочные устройства.

Подшипники качения – группа изделий, наиболее широко стандартизированных в международном масштабе, взаимозаменяемых и централизованно изготовляемых в массовом производстве. В мире ежегодно выпускается несколько миллиардов подшипников нескольких десятков тысяч типоразмеров от 0,5 мм до 2 (и более) метров, массой от нескольких грамм до нескольких тонн.

Основные типы подшипников качения показаны на рис. 7.8.

а	б	в	г
д	е	ж	з
Рис. 7.8. Основные типы подшипников качения

Достоинства подшипников качения (по сравнению с подшипниками скольжения):

· Меньшие моменты сил трения и теплообразование. Малая зависимость моментов сил трения от скорости;

· Значительно меньшие (в 5-10 раз) пусковые моменты;

· Большая несущая способность на единицу ширины подшипника;

· Относительно малая стоимость благодаря массовому производству;

· Значительно меньшие требования по уходу, меньший расход смазочных материалов;

· Меньший расход цветных металлов, меньшие требования к материалу и термообработке валов.

Недостатки подшипников качения:

· Повышенные диаметральные габариты;

· Меньшая способность демпфировать динамические нагрузки;

· Ограниченная быстроходность;

· Повышенный шум при высоких скоростях;

· Высокая стоимость при мелкосерийном производстве.