Достоинства и недостатки подшипников скольжения




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.

Достоинства и недостатки подшипников скольжения

Достоинства подшипников скольжения:

- сохранение работоспособности при высоких угловых скоростях валов (газодинамические подшипники в турбореактивных двигателях при n >10 000 об/мин);

- при больших скоростях вращения - при необходимости точного центрирования осей;

- выдерживание больших радиальных нагрузок;

- возможность изготовления разъемной конструкции, что допускает их применение для коленчатых валов;

- небольшие габариты в радиальном направлении, что позволяет применять в машинах очень малых и очень больших габаритах;

- сохранение работоспособности в особых условиях (в химически аг­рессивных средах, воде, при значительном загрязнении);

- бесшумность работы и обеспечение виброустойчивости вала при работе подшипника в режиме жидкостного трения (масляный слой между поверхностями цапфы и вкладыша обладает способностью гасить колебания);

- теоретически бесконечный ресурс при жидкостном трении;

- способность демпфирования;

- простота изготовления и ремонта.

Недостатки подшипников скольжения:

- большое изнашивание вкладышей и цапф валов из-за трения (не относится к подшипникам, работающим в режиме жидкостного трения, КПД которых > 0,99);

- необходимость применения дорогостоящих цветных сплавов (бронза, баббит) для вкладышей;

- необходимость постоянного ухода и большой расход дорогих смазочных ма­териалов, необходимость его очистки и охлаждения;

- значительные потери на трение в период пуска и при несовершенной смазке;

- большой пусковой момент;

- высокая стоимость и малая технологичность;

- значительные габариты в осевом направлении (длина вкладышей мо­жет достигать 3d, где d — диаметр цапфы вала);

- не обеспечена взаимозаменяемость подшипников при ремонте, так как большинство типов подшипников не стандартизовано.

Кроме того, следует иметь в виду, что массовое производство подшип­ников скольжения не организовано.

Подшипники скольжения следует применять там, где нельзя применить подшипники качения, а именно:

а) когда подшипник должен быть разъемным по оси (например, подшипники средних шеек коленчатого вала);

б) для очень больших нагрузок, когда подходящих стандартных подшипников качения подобрать нельзя;

в) для сверхбыстроходных валов, где центробежные силы инерции не допускают применения подшипников качения;

г) для работы в сильно загрязненной среде или воде.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-06-15 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: