Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 63
Текст из файла (страница 63)
В аэростатических подшипниках, так же как и в гидростатичес~щя;, цапфа поддерживается воздушной подушкой в результате непрерывного поддува сжатого воздуха; в аэродинамических воздушная подушка образуется вследствие самозатягивания воздуха в клиновой зазор, так же как и в гидродинамических. Материал вкладыша (основной детали подшипника)' должен иметь: 1) малый коэффициент трения и высокую сопротивляемость заеданию в периоды отсутствия режима жидкостного трения (пуски, торможение и т.
п,); 2) достаточную износостойкость наряду со способностью к приработке. Износостойкость вкладыша должна быть ниже износостойк ости цапфы, так как замена вала обходится значительно дороже, чем замена вкладыша; 3) достаточно высокие механические характеристики и особенно высокую сопротивляемость хрупкому разрушению при действии ударных нагрузок. Вкладыши изготовляют из самых разнообразных материалов (табл. 16.1). Б р о н з ы оловянные, свинцовые, кремниевые, алюминиевые и прочие обладают достаточно высокими механическими характеристиками, но сравнительно плохо прирабатываются и способствуют окислению масла.
Бронзы широко применяют в крупносерийном и массовом производстве. Ч у г у н обладает хорошими антифрикционными свойствами благодаря включениям свободного графита, но прирабатывается хуже, чем бронзы. Его применяют в тихоходных и умеренно нагруженных подшипниках. Б а б б и т на оловянной, свинцовой и других основах является одним из лучших материалов для подшипников скольжения. Он хорошо прирабатывается, не окисляет масло, мало изнашивает вал, стоек против заедания. Отрицательными свойствами баббита являются сравнительно низкая температура плавления (применяют до 110' С), хрупкость и высокая стоимость, Баббитом заливают только рабочую поверхность вкладышей на толщину 1...10 мм. При этом сам вкладыш изготовляют из бронзы, стали, алюминия и т. д.
В целях повышения прочности подшипников, в особенности при переменных и ударных нагрузках, применяют так называемые биметаллические вкладыши, у которых на стальную основу наплавляют тонкий слой антифрикционного материала — бронзы, серебра, сплава алюминия и т. д, Биметаллические подшипники обладают высокой нагрузочной способностью. П л а с т м а с с ы на древесной или хлопчатобумажной основе, а также дерево, резина и другие материалы могут работать 323 Ьйр:ПКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 при водяной смазке. Поэтому их применяют в гидротурбинах и насосах в химическом машиностроении и т. п, Благодаря высокой упругости пластмасс подшипники выдерживают ударные нагрузки и могут компенсировать перекос цапфы.
Хорошо зарекомендовали себя пластмассы типа капрона и др. Тонкий слой этих пластмасс наносят на рабочую поверхность металлического вкладыша. Как показывают исследования, такие вкладыши менее чувствительны к нарушению смазки и выдерживают значительные нагрузки. Металлокерамические вкладыши изготовляют прессованием при высоких температурах порошков бронзы или железа с добавлением графита, меди, олова или свинца. Большим преимуществом таких вкладышей является высокая пористость. Поры занимают до 20...30% объема вкладыша и используются как маслопроводящие каналы. Металлокерамический подшипник, пропитанный маслом, может в течение длительного времени работать без подвода масла.
Пополнение масла производится периодической пропиткой или погружением вкладыша в масляный резервуар, образованный в корпусе подшипника. Расход масла при этом уменьшается до 1О раз. Вопросы для самонодготовки 1. Как классифицируют подшипники по виду трения и воспринимаемой нагрузке? 2. Что такое жидкостное и полужидкостное трение в подшипниках скольжения? 3. Какие основные условия необходимы для образования жидкостного трения? 4. Какие параметры конструкции, кроме диаметра вала, определяют при расчете подшипников скольжения? 5.
Какие материалы применяют для подшипников скольжения? Примеры расчета. Пример 16.1. Радиальный подшипник скольжения должен работать с жидкостным трением в пегпиод установившегося режима нагрузки: 0=100 мм, Р,=! 0000 Н, и=100 мин Решение. 1. По рекомендации к формуле (16.12) принимаем //Ы= 0,8. Находим: /=80 мм; и =к сйч/60 = п.О,! 1000/60 = 5,24 м/с; р = Г /сй= =10000/(100 80)=1,25 МПа; ро=1,25 5,24=6,5 МПа м/с.
По табл. 6.1 назначаем материал вкладыша — сталь с заливкой баббитом Б16. При этом значения е, р и ро лежат в допускаемых пределах, что позволяет работать без жидкостного трения в периоды пусков и кратковременных нарушений режима смазки. 2. По рекомендации (16,14) находим ф=0,8 10 5,24~'~'=0,00128. При этом зазор Я=фд=0,00128 100=0„128 мм. Подбираем посадку, для которой Я приближенно соответствует среднему значению зазора. Принимаем Н8/е8: вал Ы=100:3'Я, отверстие 0=100+3'3'~, зазоры Я;„=0,072 мм, Я,„=0,180, средний 5'„=0,126 мм.
Определяя расчетные зазоры, целесообразйо исключить маловероятные значения с помощью уравнения теории вероятности (0.1): ю; =я+с т!~т~, где 5=5, =О,!26 мм; То — — 0,054 — 0=0,054 мм; Т,= — 0,072+0,126=0,054 мм; С вЂ” коэффйциент, зависящий от вероятности РЯ попадания расчетных зазоров в фактически допускаемое поле рассеивания 1см. примечание к формуле (0.1) ]; 5„- — минимальный и максимальный расчетные зазоры, соответст- 324 Ьйр:ПКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 вующие принятому значению вероятности Р(~).
В формуле верхний и нижний знаки относятся соответственно к 5~ и 5'„. Принимаем Р(г)=0,98, находим С=0,34, ор =0,126 — 0,34 О.054~+0,054'=0,10 мм; аналогично, Яр =0,152 мм. Предельные вероятностные значения относительного зазора ~/„=Я~, /И=0,001; ф~ =0,00152. 4. Назначаем масло индустриальное 30 и среднюю температуру г=бО' С. По графику рис. 16.7 находим вязкость и=0,14 Па с=0,014 10 МПа с. 5. Подсчитываем С,=рф' /(1ио)=1,25 000! '/(0014 !О ~ 105)=085, где в=тсл/30=я 1000/30=105 с По графику рнс.
16.6 находим Х = 0,06, По формуле (16.! 3) имеем Ь;„=0,5 0,1(1 — 0,6) =0,02 мм. По формуле (16.15), принимая для вала Ях,=0,003 мм и для вкладыша Ж~ — — 0,006 мм, находим Ь„р=0,003+0,006=0,009 мм. По формуле (16.16), ю„=0,02/0,009=2,22>[~„~=2. Аналогично выполняем расчет прн ф~ и находим яь — — 2,11>[юл1. Жидкостное трение обеспечено во всем расчетном диапазоне зазоров. б. Выби аем способ смазки и охлаждения [см. рекомендации на с. 320]: / рю'= 1,25 !0' 5,24'=13,4 10 — достаточна кольцевая смазка без охлаждения подшипника. ~ 16.6. Подшипники качения — общие сведения н классификация Применение подшипников качения позволило заменить трение скольжения трением качения.
Трение качения существенно меньше зависит от смазки. Условный коэффициент трения качения мал и близок к коэффициенту жидкостного трения в подшипниках скольжения (/=0,0015...0,006). При этом упрощаются система смазки и обслуживание подшипника, уменьшается возможность разрушения при кратковременных перебоях в смазке (например, в периоды пусков, резких изменений нагрузок и скоростей). Конструкция подшипников качения позволяет изготовлять их в массовых количествах как стандартную продукцию, что значительно снижает стоимость производства. Отмеченные основные качества подшипников качения обеспечили им широкое распространение. Производство подшипников качения ведущими промышленными странами исчисляется сотнями миллионов штук в год. К недостаткам подшипников качения следует отнести отсутствие разъемных конструкций, сравнительно большие радиальные габариты, ограниченную быстроходность, связанную с кинематикой и динамикой тел качения (центробежные силы, гироскопические моменты и пр.), низкую работоспособность при вибрационных и ударных нагрузках и при работе в агрессивных средах (например, в воде).
На рис. 16.13 изображены основные типы подшипников качения. По форме тел качения они разделяются на шариковые и роликовые, по направлению воспринимаемой нагрузки — на радиальные, упорные, радиально-упорные и упорно-радиальные. Радиальные шариковые подшипники (1, рис. 16.13) — наиболее простые и дешевые.
Они допускают небольшие перекосы 325 Ьйр:ПКигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 В г Рис. 16.13 вала (до '~~') и могут воспринимать осевые нагрузки, но меньшие радиальных. Эти подшипники широко распространены в машиностроении. Радиальные роликовые подшипники ~4, рис. 16.13) благодаря увеличенной контактной поверхности допускают значительно большие нагрузки, чем шариковые. Однако они не воспринимают осевые нагрузки и плохо работают при перекосах вала. В роликовых цилиндрических и конических подшипниках с комбинированными (бочкообразными) роликами концентрация нагрузки от неизбежного перекоса вала существенно снижается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
