Подшипники скольжения
Подшипники обеспечивают валам заданное положение и возможность вращения в заданном направлении, с заданной скоростью и нагрузкой при минимальных потерях на трение.
Классификация подшипников скольжения
По конструкции подшипники скольжения подразделяют на
· разъемные и
· неразъемные (рис. 12.1, а, б).
По направлению воспринимаемых нагрузок подшипники скольжения разделяют на
· радиальные, воспринимающие нагрузки, перпендикулярные оси вала (рис. 12.1, а — в) и
· упорные — для восприятия нагрузок вдоль оси вала (подпятник, рис. 12.1, г);
· иногда подшипники могут воспринимать сочетание радиальной и осевой нагрузок.
Подшипники скольжения состоят из корпуса 1 (см. рис. 12.1), вкладышей 2 и смазывающих устройств 3.
Основным элементом подшипника является вкладыш.
Рис. 12.1. Типы подшипников скольжения: а — в — радиальные; г — упорный; 1 — корпус; 2 — вкладыш; 3 — смазывающее устройство; 4 — отверстие для подвода смазывающего материала
Виды смазки. Смазывание подшипников
Для нормальной работы важно создать надежное смазывание подшипников.
При неподвижном вале на поверхности цапфы и вкладыша должна сохраняться пленка смазочного материала; работа подшипника в этот момент происходит в условиях граничной смазки.
Вращающийся вал втягивает смазочный материал между цапфой и вкладышем и создает гидродинамическую подъемную силу, вал всплывает с увеличением скорости. Толщина масляной пленки увеличивается, условия смазывания улучшаются. Работа подшипника в этом случае происходит в режиме полужидкой смазки.
Граничная и полужидкая смазка — несовершенная смазка.
При дальнейшем возрастании скорости слой масла увеличивается и полностью перекрывает неровности поверхностей трения — возникает жидкостная смазка. Трение в этом случае минимальное, а изнашивание и заедание отсутствуют. Такой вид смазывания называют гидродинамическим.
Смазочные материалы бывают жидкими, пластичными, твердыми.
Для подвода смазочного материала к поверхностям скольжения во втулках и вкладышах выполняют отверстия 4 (см. рис. 12.1), связанные с осевыми и кольцевыми канавками. Смазочный материал может подводиться в подшипник принудительно (под давлением), самотеком и с помощью специальных приспособлений.
КПД одной пары подшипников скольжения 0,96...0,98.
Виды разрушений и критерии работоспособности подшипников скольжения
Критерием работоспособности подшипников скольжения является износостойкость — сопротивление изнашиванию и заеданию.
Заедание возникает при перегреве подшипника: снижается вязкость масла; масляная пленка местами разрывается; возникает металлический контакт; образуются мостики микросварки; вырываются частицы материала.
Условный расчет подшипников скольжения
Условный расчет подшипников скольжения проводят по двум показателям: среднему давлению между трущимися поверхностями р и произведению pv.
Расчет по среднему давлению обеспечивает износостойкость:
где R — реакция в опоре; d — диаметр цапфы; l — длина цапфы (см. рис. 12.1, б); [р] — допускаемое давление на поверхности трения.
Расчет на нагрев и отсутствие заедания
где v — окружная скорость шейки вала или оси.