Подшипники скольжения. (Лекция 9) презентация

Подшипники, работающие по принципу трения скольжения, называются подшипниками скольжения.
Достоинства подшипников скольжения:
а) малые габариты в радиальном направлении;
б) хорошая восприимчивость ударных и вибрационных нагрузок;
в) возможность применения при очень высоких частотах
вращения вала и в прецизионных машинах;
г) большая долговечность в условиях жидкостного трения;
д) возможность использования при работе в воде или агрессивной
среде.

Недостатки подшипников скольжения:
а) большие габариты в осевом направлении;
б) значительный расход смазочного материала и необходимость систематического наблюдения за процессом смазывания;
в) необходимость применения дорогостоящих и дефицитных антифрикционных материалов для вкладышей.
Вышеперечисленные достоинства и недостатки определяют применение подшипников скольжения, например, в поршневых машинах, турбинах, центрифугах, координатно-расточных станках, для валов очень больших диаметров, а также для валов тихоходных машин. КПД подшипников скольжения η = 0,95...0,99.

Классификация
По воспринимаемой нагрузке различают подшипники:
а) радиальные – воспринимают радиальные нагрузки;
б) радиально-упорные – воспринимают радиальные и осевые нагрузки;
в) упорные – воспринимают упорные нагрузки.

Конструкция подшипников скольжения
Условно подшипники скольжения можно разделить на следующие виды:
а) разъемные и неразъемные, в зависимости от конструкции их корпуса;
б) присоединенные и встроенные, в зависимости от особенностей их установки;
в) вкладышные и безвкладышные, в зависимости от наличия вкладышей;
г) несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся, в зависимости от способности вкладышей подшипника к самоустанавливанию.

Принципиальные конструктивные различия подшипников скольжения:

Рисунок 1 – Подшипники скольжения:
а) вкладыш непосредственно в станине; б) вкладыш непосредственно раме

Рисунок 2 - Неразъемный подшипник

1 – корпус;
2 – втулка.

Рисунок 3 –Разъемный подшипник (нагрузка во вкладыше).

Разъем вкладыша рекомендуют выполнять перпендикулярно нагрузке или близко к этому положению (рис. 3). При этом не нарушается непрерывность несущего масляного слоя.

1 – корпус;
2 – вкладыш;
3 – крышка;
4 – масленка.

Материалы деталей подшипников
Корпус и крышку подшипника отливают из серого чугуна, обладающего хорошими литейными свойствами. Шейки валов подвергают термической и химико-термической обработке для получения высокой твердости (HRC 55...60), что уменьшает их изнашивание. Последнее очень важно, так как стоимость валов выше стоимости вкладышей.

Вкладыши (втулки подшипников) изготовляют металлическими (ГОСТ 1978—81), биметаллическими (ГОСТ 24832—81) и из порошковых материалов (ГОСТ 24833—81). Для металлических вкладышей применяют бронзы и антифрикционные чугуны; для биметаллических вкладышей сталь или чугун покрывают баббитом; для вкладышей из порошковых материалов используют порошки железа или бронзы.
Вкладыши также изготовляют из пластмасс, древеснослоистых пластиков и т. д.

Расчет подшипников скольжения

Рисунок 4 - Диаметральное сечение цапфы.

Смазочные материалы бывают:
а) твердые (графит, слюда);
б) пластичные (литол, солидол, консталин);
в) жидкие (органические и минеральные масла);
д) газообразные (воздух, газы).
Наиболее распространены жидкие и пластичные смазочные материалы. Нередко к смазочному материалу для придания ему новых свойств добавляют другие вещества, называемые присадками, например, противозадирные, противоизносные, антикоррозионные и другие присадки.
Различают смазочные масла индустриальные, моторные, компрессорные, трансмиссионные, турбинные, приборные, часовые и др.

В зависимости от периодичности и способа подведения смазочного материала к подшипникам различают следующие методы смазывания (ГОСТ 23.002—78):
а) непрерывное;
б) периодическое;
в) капельное;
г) ресурсное;
д) под давлением;
е) погружением;
ж) масляным туманом;
з) фитильное;
и) кольцом;
к) циркуляционное.

Жидкостная и граничная смазка. Жидкостной называется смазка, при которой поверхность трения деталей, находящихся в относительном движении, полностью разделены жидким смазочным материалом. При жидкостной смазке толщина слоя масла больше суммарной высоты неровностей профиля рабочих поверхностей цапфы и вкладыша, поэтому всю нагрузку несет масляный слой и значительно снижается трение и изнашивание рабочих поверхностей.
Если жидкостная смазка осуществляется частично, то она называется полужидкостной.

Благодаря маслянистости, смазочный материал способен образовывать на сопряженных поверхностях тонкие пленки, называемые граничными слоями. Свойства масла в граничном слое резко отличаются от его объемных свойств. Граничный слой обладает высокой прочностью и может выдерживать давление до 3000 МПа и более.
Граничной называется смазка, при которой трение и износ между поверхностями, находящимися в относительном движении, определяются свойствами этих поверхностей и свойствами смазочного материала, отличными от объемных.

Лекция 9

Гидростатической называется жидкостная смазка, при которой полное разделение поверхностей трения осуществляется в результате поступления жидкости в зазор между ними под внешним давлением (например, от насоса).
Гидродинамической называется жидкостная смазка, при которой полное разделение поверхностей трения осуществляется в результате давления, самовозникающего в слое жидкости при относительном движении поверхностей.

Рисунок 5 – Смазка валов: а) невращающийся вал; б) вращающийся вал

После пуска машины благодаря маслянистости и вязкости масло будет увлекаться вращающимся валом и нагнетаться в клиновидный зазор, в результате чего в масляном слое возникнет избыточное давление, возрастающее с увеличением угловой скорости вала. Избыточное давление создает гидродинамическую подъемную силу. После достижения
цапфа вала всплывает в масле.