Слайд 1Лекция № 13 и № 14
Подшипники качения. Подшипники скольжения.
Слайд 2Подшипники качения
Подшипники качения - это опоры вращающихся или качающихся деталей,
использующие элементы качения (шарики или ролики) и работающие на основе
трения качения.
Слайд 3Классификация
Классификация подшипников качения группирует последние по следующим признакам: по форме
тел качения, по направлению воспринимаемой нагрузки, по числу рядов тел
качения, по самоустанавливаемости, по радиальным габаритным размерам, по ширине одного и того же диаметра, по степени точности.
Слайд 4Форма
По форме тел качения различают:
шариковые подшипники. Они наиболее быстроходные; роликовые
подшипники имеют большую грузоподъемность.
В зависимости от формы роликов бывают:
с
цилиндрическими короткими роликами;
цилиндрическими длинными роликами;
игольчатыми роликами;
бочкообразными роликами;
коническими роликами;
комбинированными роликами, с небольшой выпуклостью поверхности (7-30 мкм на сторону);
витыми или пустотелыми роликами.
Слайд 5Признак самоустанавливаемости
По признаку самоустанавливаемости бывают:
несамоустанавливающиеся подшипники;
самоустанавливающиеся подшипники.
Например, сферические
самоустанавливаются при неточном угловом расположении осей вала и отверстия в
корпусе.
Слайд 6По радиальным габаритным размерам производят подшипники качения:
сверхлегкие (две серии);
особо легкие
(две серии) (рис. 13.10, а);
легкие и легкие широкие (рис. 13.10,
б, в);
средние и средние широкие (рис. 13.10, г, д);
тяжелые (рис. 13.10, е);
особо тяжелые.
По ширине одного и того же диаметра подшипники бывают:
узкие;
нормальные; широкие; особо широкие.
По степени точности ГОСТ 520-89 предусматривает пять классов точности (в порядке возрастания):
нормальной точности - 0; повышенной - 6; высокой - 5; прецизионной - 4; сверхпрецизионной - 2.
Подшипники качения могут выполняться с коническими посадочными отверстиями (угол конуса 1 : 12).
Слайд 7Обозначение подшипников качения
Слайд 8Шариковый подшипник
Шариковый радиальный однорядный подшипник предназначен для восприятия радиальных нагрузок,
но может воспринимать и двухсторонние осевые нагрузки 0,7 от неиспользованной
радиальной. Удовлетворительно работает при перекосе колец до 15'.
Слайд 9Шариковые подшипники
Шариковые упорный одинарный и двойной подшипники воспринимают только осевые
нагрузки, а двойной - знакопеременные. Удовлетворительно работают при скоростях до
5-10 м/с.
Слайд 10Радикальный подшипник
Роликовый радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами воспринимает значительные
радиальные нагрузки. Подшипник допускает осевое смещение колец и поэтому часто
используется там, где необходимо обеспечить осевое перемещение вала.
Роликовый радиальный двухрядный сферический подшипник допускает перекос валов до 2-3°. Подшипник предназначен для восприятия радиальных нагрузок, но может воспринимать и двухсторонние осевые - до 0,2 от неиспользованной радиальной.
Роликовый радиально-упорный с коническими роликами подшипник удобен в сборке, воспринимает радиальную и одностороннюю осевую нагрузку (угол контакта - 9-17°) при скоростях до 15 м/с.
Слайд 11Игольчатый роликоподшипник
Игольчатый роликоподшипник воспринимает только радиальные нагрузки, при стесненных радиальных
габаритах часто устанавливается без одного из колец. Посадочные поверхности вала
и корпуса под иглы подвергают закалке до высокой твердости, шлифуют и полируют. Удовлетворительно работает при скоростях до 5 м/с.
Слайд 12Материалы, применяемые для изготовления подшипников качения
Кольца и тела качения подшипников
изготовляют из шарикоподшипниковых высокоуглеродистых хромистых сталей марок ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ,
а также из цементуемых легированных сталей марок 18ХГТ и 20Х2Н4А. Кольца и тела качения подшипников, работающие при температуре до 100 °С, имеют твердость 58-65 НЯС. Для работы в условиях высоких температур или агрессивных сред применяют специальные теплостойкие или коррозионно-стойкие стали 9Х18, ЭИ347Ш с твердостью 63-67 НЯС. При требовании обеспечить немагнитность подшипников используют берил- левую бронзу.
Слайд 13Характер и причины отказов подшипников качения:
Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей колец
и тел качения в виде раковин или отслаивания под действием
переменных контактных напряжений. Его обычно наблюдают после длительной работы. Сопровождается повышенным шумом и вибрациями.
Смятие рабочих поверхностей дорожек и тел качения (образование лунок и вмятин) вследствие местных пластических деформаций под действием ударных или значительных статических нагрузок.
Абразивное изнашивание вследствие плохой защиты подшипника от попадания абразивных частиц.
Разрушение сепараторов от действия центробежных сил и воздействия на сепаратор разноразмерных тел качения.
Разрушение колец и тел качения из-за перекосов колец или действия больших динамических нагрузок.
Слайд 14Основными критериями работоспособности являются:
Долговечность по динамической грузоподъемности (рассчитывают подшипники с
частотой вращения кольца n > 1 об/мин);
Статическая грузоподъемность (рассчитывают невращающиеся
и медленно вращающиеся подшипники с частотой вращения кольца n < 1 об/мин).
Слайд 15Подшипники скольжения
Опорные устройства скольжения для вращающихся деталей (валов, осей и
др.) называются подшипниками, для поступательного движения - направляющими скольжения.
Опорный участок
вала называется цапфой. Форма рабочей поверхности подшипника скольжения, так же как и форма цапфы вала, может быть цилиндрической, конической, плоской. Цапфу называют шипом, если она расположена на конце вала, и шейкой при расположении в середине вала.
Слайд 16Направляющие скольжения широко используются в металлорежущих станках, в кузнечно-прессовых машинах,
приборах и др. Некоторые конструкции направляющих в эскизном виде ,
где - цилиндрические, прямоугольные, «ласточкин хвост», охватывающие.
Слайд 17Достоинства подшипников скольжения:
Имеют повышенную долговечность в высокоскоростных механизмах; хорошо воспринимают
вибрационные и ударные нагрузки; работают бесшумно;
Имеют сравнительно малые радиальные размеры;
допускают установку на шейки коленчатых валов.
Слайд 18Недостатки подшипников скольжения:
В процессе работы требуют постоянного контроля за состоянием
смазочного материала и возможностью перегрева;
Имеют сравнительно большие осевые размеры;
Имеют значительные
потери на трение в период пуска и при несовершенной смазке;
Требуют большой расход смазочного материала, его очистку и охлаждение. Подшипники скольжения применяют во многих отраслях техники. Обычно их используют в тех случаях, когда применение подшипников качения невозможно или нецелесообразно:
Для валов изделий, работающих с ударными и вибрационными нагрузками (двигатели внутреннего сгорания, прокатные станы, молоты и др.);
Для валов больших диаметров (валы гидротурбин, валы прокатных станов и др.);
Для валов высокоскоростных машин (центрифуги и др.);
для устройств повышенной точности (шпиндели станков, опоры механизмов телескопов и др.);
в тихоходных машинах, бытовой технике;
в приборах с малыми диаметрами валов и осей (часы, хронометры и др.);
в машинах, работающих в воде и агрессивных средах.
Слайд 19Конструкции подшипников скольжения
Конструкции подшипников скольжения. Основные элементы подшипника скольжения -
корпус и вкладыш. Корпус может быть цельным и разъемным. У
подшипника с разъемным корпусом соединение крышки с основанием корпуса осуществляется с помощью болтов, шпилек, винтов или клиньев.
Слайд 20Классификация
Классификация подшипников скольжения группирует последние по следующим признакам:
по направлению воспринимаемой
нагрузки: радиальные; упорные; радиально-упорные; по конструкции корпуса: с разъемным корпусом;
неразъемным корпусом; по конструкции вкладышей (втулок): с регулируемым зазором; нерегулируемым зазором.
Слайд 21Основные требования
Основными требованиями, предъявляемыми к материалу вкладыша, являются:
1. Малый коэффициент трения
f в паре с валом.
2. Износоустойчивость.
3. Прирабатываемость.
4. Смачиваемость маслом.
5. Теплопроводность.
Вкладыши подшипников скольжения бывают металлические,
металлокерамические и неметаллические.
Слайд 22Подшипники скольжения могут выйти из строя по следующим причинам:
Абразивный износ
является результатом работы подшипников скольжения в условиях граничного (полупускового) трения,
а также следствием попадания со смазкой абразивных частиц.
Задир или заедание возникают при перегреве из-за понижения вязкости масла.
Усталостное выкрашивание поверхности происходит довольно редко и в основном характерно при действии нагрузок по отнулевому (пульсирующему) циклу.
Коррозия рабочих поверхностей.
Критериями работоспособности подшипников в условиях несовершенной смазки (граничная и полужидкостная) является износостойкость и сопротивление заеданию.