а хвостовик вала насаджується підшипник з невеликим натягом в системі отвору. При посадці підшипника в корпус працює система валу (підшипник є стандартним виробом). Посадка підшипника на вал і в корпус має забезпечувати відсутність значних зазорів. br/>
11. Опори валів
Опора валу - базовий елемент розташування всіх деталей, що обертаються машини. За своїм призначенням підшипники поділяються на опорні, що сприймають радіальне навантаження R (Мал. 11.1, а), осьові, забезпечують осьову реакцію Q (Мал. 11.1, б), і опорно-упорні (або радіально-осьові), що забезпечують реакції як радіальні R , так і осьові Q (Мал. 11.1, в).
В
а) б) в)
Рис. 11.1
За принципом дії опори діляться на підшипники кочення і підшипники ковзання.
Підшипники ковзання.
Опора, виконана у вигляді підшипника і працююча, долаючи тертя ковзання, називається підшипником ковзання. Підшипник ковзання є парою обертання, що складається з опорного ділянки вала (цапфи) 1 і власне підшипника 2, в якому ковзає цапфа (Мал. 11. 2, а). br/>В
а) б)
Рис. 11.2
Цапфу, передавальну радіальне навантаження, називають шипом при розташуванні її в кінці валу (Мал. 11.2, а), і шийкою, якщо вона знаходиться в середині валу (Мал. 11.2, б). Форма робочої поверхні підшипників і цапф може бути циліндричної, конічної або кульовий (застосовується рідко). Для зменшення сили тертя в підшипнику використовується укладка 3 (Мал. 11.3), що виготовляється з матеріалу з малим коефіцієнтом тертя (Бронза БрАЖХ, бабіт (сплав свинцю і олова), графіт і углефторопласт, використовувані в космічній техніці для забезпечення роботи у вакуумі).
В
Рис. 11.3
Підшипник в зазорі С повинен мати шар масла (Мал. 11.4). Однак якщо вал не обертається, то він лежить на вкладиші, а масло - нерухомим шаром в зазорі. При обертанні валу масло В«затягуєтьсяВ» в зазор між валом і вкладишем, при цьому вал спливає в масляному шарі. Така взаємодія призводить до того, що в зоні, де вал спирається на вкладиш, розвивається зона підвищеного тиску в шарі масла. Так як безпосередній контакт відсутній, то тертя в підшипнику визначається законами гідродинаміки. br/>В
Рис. 11.4
Суть розрахунку зводиться до визначення величини підйому h валу (Мал. 11. 4), яка визначається співвідношенням висот нерівностей шорсткостей Rz валу і отвору:
,
де? h - деяка добавка.
За гідравлічним розрахунком підшипників ковзання, як правило, слід перевірка, що здійснюється у два етапи:
- розрахунок на міцність (зносостійкість), суть якого зводиться до того, що питомий тиск p валу на опорній поверхні підшипника не повинна перевищувати допустимої величини [p]:
,
де F - радіальна сила, з якою вал впливає на опору; - довжина опорної поверхні; - діаметр цапфи.
- тепловий розрахунок, що базується на застосуванні комплексу:
,
де р - тиск, організовується валом на опорній поверхні; - лінійна окружна швидкість на периферії цапфи. Аналіз розмірностей комплексу рv:
В
,
В
У підсумку величина рv - енергія, що витрачається в одиничному часу на енергію подолання тертя, що переходила в теплову енергію. У зв'язку з цим масло нагрівається, а значить:
,
де Gм - витрата масла;
См - теплоємність масла;
? t - температурний градієнт, величина нагріву масла.
Тоді витрата масла Gм:
.
Ці режимні параметри дозволяють вибрати необхідний режим роботи підшипника з урахуванням того, що тертя f (або коефіцієнт тертя) змінюється зі зміною кутової швидкості? обертання валу (Мал. 11.5).
В
Рис. 11.5
Режим сухого тертя (зона I) характеризується малими?, при цьому цапфа і вкладиш підшипника знаходяться в безпосередньому контакті - коефіцієнт тертя f приймає найбільше значення. Збільшення? призводить до збільшення масляного шару між контактуючими поверхнями (зона II), у зв'язку з чим спостерігається різке зменшення тертя f - режим напіврідинного тертя. Починаючи з деякою кутовий швидкості? =? Кр, при якій коефіцієнт тертя приймає найменше значення f = fmin, вал відходить від підшипника (спливає). Подальше збільшення кутової швидкості (зона III) приводить до збільшення масляного шару між валом і вкладишем підшипника, що призводить до збільшення тертя - режим рідинного тертя. p> Достоїнствами підшипників ковзання є безшумність ходу, здатність працювати з великими потужностями, малі радіальні габарити і простота монтажу (складання), однак при цьому необхідність багатою мастила та використання кольорових металів і сплавів, а також значні осьові габарити є недоліком підшипників ковзання. Особливість підшипників ковзання полягає в тому, що опора руйнується з попередніми ознаками руйнування. p> Підшипники кочення.
Найбільш часто на практиці використовуються ...
