Условия работы и виды разрушения подшипников скольжения

Вращению вала в подшипнике противодействует момент трения. Работа трения нагревает подшипник и вал. От поверхности трения теплота отводится через корпус подшипника и вал, а также уносится смазочной жидкостью. Для любого установившегося режима работы подшипника существует тепловое равновесие: теплоотдача равна тепловыделению. При этом устанавливается определённая температура. Чем больше тепловыделение и хуже условия теплоотдачи, тем выше температура. Эта температура не должна превышать некоторого предельного значения, допускаемого для данного материала подшипника и сорта масла. С повышением температуры понижается вязкость масла и увеличивается вероятность заедания цапфы в подшипнике. В конечном результате заедание приводит в выплавлению вкладыша. Перегрев подшипника является основной причиной его разрушения.

Работа подшипника сопровождается износом вкладыша и цапфы, что нарушает правильную работу подшипника и механизма. Интенсивность износа определяет долговечность подшипника.

При действии переменных нагрузок поверхность вкладыша может выкрашиваться вследствие усталости. В случае действия больших кратковременных перегрузок ударного характера вкладыши могут раскалываться.

Таким образом, работа трения является основным показателем работоспособности подшипника, а также его КПД. Для уменьшения трения подшипники смазывают. В зависимости от режима работы подшипника в нём может быть полужидкостное и жидкостное трение.

При жидкостном трении рабочие поверхности вала и вкладыша разделены слоем масла. При полужидкостном тернии в подшипнике имеет место в некоторых точках контакт вала и вкладыша.

Для работы подшипника самым благоприятным является режим жидкостного трения.

Практический расчёт подшипников скольжения

В инженерных расчётах полагают, что подшипники работают в условиях полужидкостного трения (худший случай). Эти подшипники рассчитывают:

1) по условному давлению

;

2) по произведению давления на скорость

;

где: Fr – радиальная нагрузка на подшипник;

d – диаметр вала;

l – длина подшипника;

v – окружная скорость вала.

Расчёт по P_mv в приближённой форме предупреждает интенсивный износ, перегрев, заедание. Допускаемые значения P_m и P_mv, определённые из опыта эксплуатации, даются в справочной литературе.

Подшипники качения

Определение, оценка, область применения, классификация

Подшипники качения – это опоры вращающихся деталей, использующие элементы качения (шарики или ролики) и работающие на основе трения качения.

Подшипник качения состоит из следующих деталей: наружного и внутреннего колец, тел качения и сепаратора.

Подшипники качения – группа деталей, наиболее широко стандартизованная в международном масштабе и централизовано изготавливаемая в массовом производстве.

В настоящее время подшипники качения – основные виды опор в машинах.

Основные достоинства подшипников качения:

1. меньше моменты сил трения, чем в подшипниках скольжения; в 5…10 раз меньше пусковой момент;

2. меньше расход смазки, проще уход;

3. большая несущая способность на единицу длины подшипника;

4. значительно меньший расход цветных металлов;

5. ниже требования к материалу и термообработке вала.

Недостатки подшипников качения:

1. повышенные диаметральные габариты;

2. высокие контактные напряжения и поэтому ограниченный срок службы;

3. высокая стоимость при мелкосерийном производстве;

4. большой шум, меньшая способность демпфировать колебания.

Конструкция подшипников качения позволяет изготавливать их в массовых количествах как стандартную продукцию, что значительно снижает стоимость производства.

Отмеченные положительные качества подшипников качения обеспечили им широкое распространение. Производство подшипников качения ведущими промышленными странами исчисляется сотнями миллионов штук в год (в СССР более миллиарда).

По форме тел качения подшипники разделяются на шариковые и роликовые, по направлению воспринимаемой нагрузки – на радиальные, упорные, радиально-упорные, упорно-радиальные.

Радиальные шариковые подшипники наиболее простые и дешёвые. Они допускают небольшие перекосы вала (до 1/4) и могут воспринимать некоторые осевые нагрузки. Эти подшипники широко распространены в машиностроении.

Роликоподшипники по форме тел качения делят на: 1) с цилиндрическими короткими роликами; 2) с цилиндрическими длинными роликами; 3) с витыми роликами; 4) с коническими роликами; 5) с бочкообразыми роликами; 6) и игольчатыми роликами.