Часть 2.
Момент трения в опоре, прошедшей приработку
.
Ограничение этого главного показателя качества приборной опоры предусматривает:
1. ограничение нагрузки действующей на опору Q;
2. уменьшение диаметра опоры d ц;
3. выбор материалов деталей опоры с минимальным коэффициентом трения скольжения f (m).
Решение проблемы (1) – уменьшение веса деталей, установленных на валах и осях.
Проблема (2) решается как оптимизационная задача: выбрать минимальное значение d ц и при этом обеспечить необходимый запас прочности цапфы (sизг £ [ sизг ] ).
Еще раз о вскатывании цапфы.
Вскатывание цапфы в подшипнике будет происходить до момента равенства сил
после чего вскатывание прекратится и цапфа начнет проскальзывать по подшипнику. Угол вскатывания b, при котором начнется проскальзывание, находится из равенства 
При вскатывании на угол b цапфа повернется вокруг своей оси на угол a, равный
и этот угол a будет определять зону работы опоры скольжения!! с трением качения!!!
Моменты трения в опоре при соприкосновении заплечика а-а и сферического конца цапфы с подпятником
На вал кроме радиальных сил действуют еще и осевые силы А. Момент сил трения в опоре складывается из момента от трения цилиндрических поверхностей и момента сил трения на торцевой опорной поверхности. Если опорной поверхностью является поверхность аа (см. рис), то момент сил трения рассчитывается по формуле
Если опорой является сферический конец цапфы и опорная поверхность подпятника bb, то момент сил трения равен
где 
— радиус площадки соприкосновения сферического конца цапфы с опорной поверхностью; Ец и Еп — модуль упругости материала цапфы и материала опорной поверхности; r — радиус сферического конца цапфы.
 |
Оливированные поверхности подшипников
Для уменьшения моментов трения и предотвращения заклинивания при перекосах отверстие в подшипнике делается не цилиндрическим, а скругленным по радиусу
— так называемый «оливаж». Такая форма продольного сечения характерна для камневых опор.
Оливаж в опоре малого диаметра и малой длины может получиться при окончательной механической обработке отверстия. Несоосность оси инструмента с предварительно выполненным отверстием и несоосность самого инструмента с осью шпинделя станка вызовут увеличение диаметра как начала, так и конца отверстия.
Касание цапфы с такой опорой происходит в точке, а площадка смятия имеет форму эллипса.
Величину максимального напряжения в центре площадки смятия определяют по формуле Герца
где т — коэффициент, зависящий от формы площадки смятия (для цапф диаметром 1 мм и посадок 6, 7 квалитета с малым гарантированным зазором) коэффициент т = 1; Р — нагрузка, Н; Еоп и Ец — модули упругости материалов опоры и цапфы; r — приведенный радиус кривизны.
Для рассматриваемого случая r = R можно определить по формуле
Значения допускаемых напряжений [sн] для некоторых материалов приведены в таблице.
Допускаемые контактные напряжения для некоторых материалов
В табл. 1 приведены конструктивные формы таких подшипников. Сферическое углубление в камне служит для удержания смазки – масленка, в которой помещается капелька смазки удерживается за счет сил поверхностного натяжения.
Крепление подшипников из минералов осуществляется по посадкам с минимальным натягом (см схему полей допусков) и (иногда дополнительно) завальцовкой.
Д
Для более точной установки и возможности регулировки подшипника его могут устанавливать во втулку эксцентрично, а втулку в плате крепить зажимными винтами. Поворотом втулки можно точно отрегулировать положение оси.
Способы крепления неподвижных осей в корпусах и платах.
МАТЕРИАЛЫДЕТАЛЕЙ ОПОР: