Опори валів - студопедія

Види тертя в опорах валів Вали - деталі, що обертаються, передають крутний момент уздовж своєї осі Віссю називають деталь, призначену тільки для підтримки встановлених на ній деталей. Підшипники служать опорами для валів і обертових осей, сприймають радіальні і осьові навантаження, прикладені до валу, і передають їх на корпус машини. При цьому вал повинен фіксуватися в певному положенні і легко обертатися навколо заданої осі. За характером тертя підшипники поділяють на дві великі групи: - підшипники ковзання -В такому підшипнику цапфа (ділянка, яким спирається вал або вісь на підшипник) обертового вала (або осі) прослизає по опорі. Конструкції підшипників ковзання Підшипники бувають нероз'ємні і роз'ємні: Нероз'ємні підшипники можуть бути виконані за одне ціле із станиною або у вигляді втулки, встановленої в корпус підшипника.

Роз'ємний підшипник відрізняється від нероз'ємного тим, що в ньому втулка замінена вкладишами. корпус підшипника роз'ємний і складається з власне корпусу і кришки, з'єднаних болтами або шпильками. Ковзання буває сухе, полужідкостное і рідинне. - підшипники кочення (тертя кочення) -складаються з внутрішнього і зовнішнього кілець з доріжками кочення, тел кочення (кульок або роликів) і сепаратора, що розділяє і направляє кульки або ролики, що забезпечує їх правильну роботу. У деяких підшипниках для зменшення габаритів відсутня одне або обидва кільця, а в інших сепаратор. Залежно від: форми тіл кочення розрізняють підшипники кулькові і роликові. Підшипники кочення класифікують по здатності сприймати навантаження - радіальні, радіально-наполегливі, упорно-радіальні й завзяті Радіальні підшипники сприймають (в основному) радіальне навантаження, т. Е. Навантаження, спрямовану перпендикулярно до геометричної осі вала. Завзяті підшипники сприймають тільки осьову навантаження. Радіально-наполегливі і наполегливо-радіальні підшипники можуть одночасно сприймати як радіальну, так і осьову навантаження. При цьому вперто-радіальні підшипники призначені для переважної осьової навантаження.

Мастило Змащувальні матеріали поділяються на рідкі, консистентні, тобто густі (мазі), тверді і газоподібні. Жідкіемасла рівномірно розподіляються по труться, мають малим внутрішнім тертям, добре працюють в значних діапазонах температур і тому є основним мастильним матеріалом підшипників ковзання. Найбільш поширені мінеральні масла-продукти переробки нафти. Найважливіші властивості масел, що визначають їх здатність, що змазує, в умовах рідкого тренія- в'язкість, а при відсутності рідинного тренія- жирність. В'язкість, або внутрішнє тертя рідини, - властивість чинити опір зрушенню одне шару рідини по відношенню до іншого. Розрізняють динамічну і кінематичну в'язкість. Жирність (смачиваемость, липкість) - здатність мастильного матеріалу до утворення і утриманню на поверхні тертя деталей, що труться машин тонких плівок масла. Консистентні мастильні матеріали виготовляють шляхом загущення рідких мінеральних масел кальцієвими (солідоли) або натрієвими (консталіни) милом. Вони добре герметизують підшипники і допускають в підшипниках великий тиск; в порівнянні з маслами внутрішньо тертя в них більш високу. Консистентні мастильні матеріали застосовують в підшипниках машин цементної промисловості, ткацьких верстатах і т.п. вимагають надійної герметизації або працюють в широкому діапазоні температур і режимів експлуатації. Тверді мастильні матеріали-графіт, тальку, слюди і деякі інші-застосовуються для змащення підшипників ковзання, що працюють при високих температурах робочого середовища (наприклад, в транспортерах. Вагонетках різних печей). У деяких підшипниках ковзання швидкохідних і малонавантажених валів застосовують повітряну мастило. Гідність повітряної смазкі- невеликі втрати потужності в підшипниках на тертя і теплоутворення, так як в'язкість повітря дуже низька.

Підшипники кочення повинні бути ретельно захищені від попа-дання в них пилу і бруду. Для цього, а також для запобігання вите-Канія мастила з корпусу підшипника застосовують різні зовнішні уплотняющие пристрою. Для підшипників кочення, змазування ваемих консистентними мазями, передбачають внутрішні уплот-няющие пристрої, призначення яких - протидія-вать вступу в корпус підшипника зайвої мастила, розбризкує-мій колесами із загальної масляної ванни. Внутрішніми ущільнювальними пристроями постачають також підшипники кочення, змащувані жид-кою мастилом із загальної масляної ванни при занадто рясної струмені мастила, наприклад при розташуванні підшипника, поблизу косозубой ше-стерні або черв'яка. Внутрішні ущільнюю-щие пристрої служать також для захисту підшипників кочення від за-бруднення продуктами зносу зубів коліс із загальної масляної ванни. Манжетні ущільнення застосовують частіше, так як вони цілком надійні при рідкої і кон-сістентной мастилі підшипників і окружної швидкості вала до 10 м / с. Повстяне ущільнення застосовують при окружної швидкості впала до 5 м / с. Щілинні ущільнення без про-точок і з проточками. До даної групи ущільнень відносять також ущільнення захисним або маслоотражательних шайбами. Так як щілинні ущільнення недостатньо надійно за-щищают підшипники від потрапляння пьті і бруду, то їх застосовують для виготовлення великогабаритних підшипників кочення машин, що працюють в чистій і сухій повітряній середовищі. Лабіринтові ущільнення найнадійніші, особливо при великих частотах обертання валів. Ущільнення, засновані на дей-наслідком відцентрової сили застосовують в якості вну-тертя. У відповідальних випадках застосовують комбіновані ущільнення Гузенко 312страніца самий останній абзац або Вибір ущільнення має велике значення для стійкої роботи підшипника. 5KF поставляє підшипники з вбудованими ущільненнями наступних типів - з захисними шайбами ​​(- »рис. 27) - з ущільненнями малого тертя (-> рис. 28) - з контактними ущільненнями (-> рис. 29), які забезпечують економічні та компактні рішення для багатьох областей застосування підшипників. Є велика кількість виконань ущільнень для - радіальних шарикопідшипників - радіально-наполегливих шарикопідшипників - самовстановлюються шарикопідшипників - циліндричних роликопідшипників - голчастих роликопідшипників - сферичних роликопідшипників - тороїдальних роликопідшипників CARB - опорних роликів, - підшипників і підшипникових вузлів типу Y. Всі підшипники з вбудованими ущільненнями по обидва боки заповнені пластичним мастилом належної якості та в необхідній кількості. Ущільнення в підшипникових вузлах Надійність підшипників кочення багато в чому залежить від типу уп-лотняющіх пристроїв. Ущільнення в підшипникових вузлах повинні не до-пускати витоку мастильного матеріалу з корпусу, де встановлені підшипники, а також захищати підшипники від потрапляння в них пилу, бруду і абразивних часток, що викликають їх передчасне зношування. Це спеціальні деталі, виконані з м'яких пружних матеріалів (м'які метали, гума, пластмаса, повсть і т.п.). Ущільнення, що застосовуються в машинобудуванні, підрозділяють на: кон-тактні, щілинні, лабіринтові і захисні мазеудержівающіе кільця і ​​маслоотражательних шайби.

Мал. 30. Ущільнення підшипникових вузлів: а, б - фетрові і повстяні ущільнення; в, г - лабіринтові і щілинні ущільнення; д, е - манжетное армоване ущільнення Робота контактних ущільнень залежить від вибору матеріалів, які встановлюються в кришках корпусу підшипника і контактують з ва-лом, на якому знаходиться підшипник. Найбільшого поширення набули контактні ущільнення з повстяних, фетрових і шкіряних кілець (рис. 30, а, б). Основне гідний-ство ущільнень цього типу - простота і дешевизна виготовлення. Цей тип ущільнень рекомендується застосовувати при незначних окружних швидкостях (до 4, 5 м / с) і температурі навколишнього середовища до 90 ° С. Вал (або проміжна втулка) повинен бути оброблений з достатній-ний точністю. Для того щоб ущільнюючий матеріал краще прилягав до обертові-муся валу, в конструкцію включають браслетну пружину. Такі ущільненням-ня називають манжетних (рис. 30, д). Пружина повинна притискати уп-лотняющій матеріал до валу з незначною силою (для зменшення через нашивання і нагрівання вала). Манжету встановлюють відкритою стороною всередину корпусу, що забезпечує підхід масла. Але якщо мастильний матеріал подається шприцом, то манжету встановлюють відкритою стороною назовні, тому що збільшений тиск отогнет кромку манжети і надлишок витече назовні. Якщо рівень масла високий або при роботі в забрудненому середовищі, то ставлять дві манжети. Манжетні ущільнення працюють при окружних швидкостях до 10 м / с, з температурою вузла до 100 ° С. Торцеві уплотненіяімеют складну конструкцію, великі розміри, високу вартість, але і він є дуже хорошим ущільнювачем по торцевій поверхні. Торцевий ущільнювач складається з двох кілець і пружини, одне кільце має додатковий статичний ущільнювач. Щілинні і лабіринтові уплотненіяустраняют недоліки, маю-щие місце в ущільненнях контактного тіпа.Імеют дві-три кільцеві канавки в кришці корпусу підшипника (зазор з = 0,1 - 0,4 мм). Канавки і зазор ока-викликають значний гідравлічний опір випливає з кор-Пусан мастильному матеріалу. Зазор щілинних ущільнень заповнюють пластинчастим мастильним матеріалом, який захищає підшипник від попадання в нього пилу і вологи. Але дані ущільнювача застосовуються в поєднанні з іншими, тому що не забезпечують повної герметичності. лабіринтове ущільнення. В ущільненні цього типу радіальні і осьові щілини роблять складної форми, що нагадує лабіринт (рис. 30, в). Воно перешкоджають протіканню рідин і навіть газу через каскад щілин і камер, так, типова букса вантажного вагона має чотирикамерне лабіринтове ущільнення з зазором 0,8 мм; Недоліком цих ущільнень є ненадійний захист мастильного матеріалу від пилу і неможливість їх застосування при високій темпе-ратурі. Відцентрові, що діють за рахунок відцентрової сили, неефективні при зупинці машини. Відомі конструкції підшипників з вбудованими ущільненнями, (рис. 31), в яких є захисні шайби, а мастильний матеріал вноситься при монтажі підшипників. Пружні сталеві шайби застосовуються при швидкості ковзання до 6 м / с і змащення підшипників будь-яким мастильним матеріалом. Відцентрові комбіновані ущільнення. Конструкція відцентрових ущільнень проста. Вони застосовуються якщо швидкість вала> 0,5 м / с. Вони ефективні, якщо вал розташований вище рівня масла. Для збільшення ущільнюючого ефекту використовують комбіновані ущільнювачі.

Підшипники ковзання і кочення. (Вище)

Пристрій, критерії працездатності Підшипники ковзання - В такому підшипнику цапфа (ділянка, яким спирається вал або вісь на підшипник) обертового вала (або осі) прослизає по опорі. Бувають нероз'ємні і роз'ємні: Нероз'ємні підшипники можуть бути виконані за одне ціле із станиною або у вигляді втулки, встановленої в корпус підшипника. Роз'ємний підшипник відрізняється від нероз'ємного тим, що в ньому втулка замінена вкладишами. корпус підшипника роз'ємний і складається з власне корпусу і кришки, з'єднаних болтами або шпильками. Нормальну роботу підшипника ковзання визначають несуча здатність, зносостійкість, температура нагріву і відсутність заїдання цапфи. Критерієм міцності, а отже, і працездатності підшипника ковзання є контактні напруги в зоні тертя або, що, в принципі, те ж саме - контактний тиск. Розрахунковий контактний тиск порівнюють з допускаються p = N / (ld) ≤ [p]. Тут N - сила нормального тиску вала на втулку (реакція опори), l - робоча довжина втулки підшипника, d - діаметр цапфи вала. - підшипники кочення (тертя кочення). Складаються з внутрішнього і зовнішнього кілець з доріжками кочення, тел кочення (кульок або роликів) і сепаратора, що розділяє і направляє кульки або ролики, що забезпечує їх правильну роботу. У деяких підшипниках для зменшення габаритів відсутня одне або обидва кільця, а в інших сепаратор. Критерії працездатності. Основними критеріями працездатності підшипників кочення є довговічність по усталостному викошування і статична вантажопідйомність по пластичних деформацій.

Навантаження. діючі на підшипник Навантаження Величина навантаження Величина навантаження - це один з факторів, який зазвичай обумовлює вибір розміру використовуваного підшипника. Радіальне навантаження Осьова навантаження радіальне навантаження - перпендикулярно валу. Осьова - по осі. Комбінована навантаження Комбінована навантаження складається з радіальної і осьової навантажень, що діють одночасно Моментная навантаження Якщо навантаження діє на підшипник ексцентрично, виникає перекидаючий момент. Перекіс Кутові перекоси валу щодо корпусу виникають, наприклад, при вигинах вала, що утворюються під впливом робочих навантажень, коли посадочні місця підшипника в корпусі мають різну висоту або коли вали спираються на підшипники, встановлені в різних корпусах, які перебувають на дуже великій відстані один від одного.

Побудова епюр силових факторів валів

Способи установки підшипників кочення на валах

Способи їх регулювання Регулювання осьового зазору підшипників, 1. За рахунок зміни товщини прокладки або комплекту прокладок між кришкою, що притискує зовнішнє кільце підшипника, і корпусом. Регулювальна прокладка може перебувати також між кришкою і зовнішнім кільцем підшипника. 2. Переміщенням зовнішнього кільця підшипника за допомогою регулювального гвинта, угвинченим в кришку, через проміжну шайбу. 3. Переміщенням зовнішнього кільця підшипника регулювальної гайкою, ввернутой в корпус. 4. Переміщенням внутрішнього кільця підшипника за допомогою гайки або гвинтів і шайби. 5. Деформацією внутрішнього кільця підшипника, що має конусний отвір, за рахунок переміщення його гайкою по конусу валу 6. Зміщенням кільця, розташованого в корпусі, з допомогою прокладок і іншими способами

Підшипники ковзання напіврідинного тертя Режими мастила .Подшіпнік ковзання працює при наявності мастильного матеріалу в зазорі між цапфою вала і вкладишем. Змазуванням називають підведення мастильного матеріалу в зону тертя, смаз-кою - дія мастильного матеріалу. При нерухомому валі рідкий мастильний матеріал в підшипнику із зони контакту видавлений але на поверхнях цапфи і вкладиша зберігається його тонка плівка товщиною близько 0,1 мкм. Товщини цієї плівки не вистачає для повного поділу поверхонь тертя в момент пуску і при малій кутовий швидкості вала. Роботу підшипника в цей момент характеризує режим граничного змащення (при цьому властивості мастильного матеріалу відрізняються від об'ємних). Обертається вал залучає мастильний матеріал в клиновий зазор між цапфою і вкладишем, в результаті чого виникає несе масляний шар, який характеризується значною гідродинамічної підйомної силою, під дією якої вал спливає. У міру збільшення швидкості товщина змащуючого шару збільшується, але окремі мікровиступів труться зачіпають при обертанні один за одного. Роботу підшипника в цей момент характеризує різким напіврідинних мастила. Граничну і напіврідинних мастило об'єднують одним поняттям - недосконала мастило.

Поняття про підшипниках рідинного тертя При визначенні конструкції підшипника і відповідному режи-ме роботи може бути здійснено тертя з мастильним матеріалом. Ра-бота підшипника в цих умовах підпорядковується гідродинамічної теорії мастила. Види тертя: 1. Сухе тертя - без змащення. 2. напіврідинних тертя, коли має місце лише часткове дотик вала і підшипника. 3. Рідинні тертя - тільки між молекулярними шарами рідини, коли металеві поверхні вала і під-шіпніка не стосуються одна одної. Всі види тертя існують реально і використовуються практично. Рідинне тертя - це ідеальний розрахунковий вид тертя, на який повинні бути орієнтовані всі підшипники при сталому режимі роботи. Для правильної роботи підшипників без зносу поверхні цапфи і втулки повинні бути розділені шаром мастила достатньої товщини. Забезпечення режиму рідинного тертя є основним критерієм розрахунку більшості підшипників ковзання. При цьому одночасно забезпечується працездатність за критеріями зносу і заїдання, значи-тельно зменшуються втрати енергії на подолання шкідливих опираючись-ний, цапфа і вкладиш практично не зношуються.