 |
|
Что такое грузоподъёмность подшиника качения? В чем разница между статической и динамической грузоподъемностью.
Подшипники служат опорами для валов и вращающихся осей, воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к валу, и передают их на корпус машины. При этом вал должен фиксироваться в определенном положении и легко вращаться вокруг заданной оси. Во избежание снижения КПД машины потери в подшипниках должны быть минимальными.
По характеру трения подшипники разделяют на две большие группы:
- подшипники скольжения (трение скольжения);
- подшипники качения (трение качения).
Назначение, типы, область применения, разновидности конструкций подшипников скольжения и подпятников, материалы для их изготовления
Подшипником скольжения называют опору для поддержания вала (или вращающейся оси). В таком подшипнике цапфа вращающегося вала (или оси) проскальзывает по опоре.
Радиальные подшипники скольжения (или просто подшипники скольжения) предназначены для восприятия радиальной нагрузки. В таких подшипниках поверхности цапфы вала (или оси) и подшипника находятся в условиях относительного скольжения. При этом возникает трение, которое приводит к изнашиванию пары вал (ось) — подшипник.
Для уменьшения изнашивания необходимо рационально выбирать материал трущихся пар и обеспечить нормальные условия смазывания рабочих поверхностей.
Конструкции подшипников скольжения
Подшипники бывают неразъемные и разъемные:
Неразъемные подшипники могут быть выполнены за одно целое со станиной (рис. 1) или в виде втулки 1, установленной в корпус подшипника 2 (рис. 2).
В первом случае станину 1, а во втором — втулку 1 изготовляют из материалов, обладающих хорошими антифрикционными свойствами: антифрикционного чугуна; бронзы оловянной; латуни; баббитов; алюминиевых сплавов; порошковых материалов; текстолита; капрона; специально обработанного дерева; резины (при смазывании водой); графита (в виде порошка, из которого прессуют вкладыши) и др.
Кинематика подшипников качения
Подшипники можно рассматривать как планетарный ряд с двумя вариантами привода:
1) вращается внутреннее кольцо,
2) вращается наружное кольцо.
Рассмотрим случай, когда вращается внутреннее кольцо (рис 17.7). Здесь скорость точки А
Точка В – мгновенный центр скоростей вращающегося шарика. Скорость точек шара меняется линейно, таким образом
V0=V1/2Так как V0 является и скоростью вращения сепаратора, тогда
где nc – частота вращения сепаратора. Из уравнений (6.6) и (6.7) получаем
отсюда так как Dвн=D0-dw
Число оборотов сепаратора меньше половины числа оборотов внутреннего кольца. Последняя формула позволяет отметить, что в точном выражении скорость сепаратора зависит от размеров шарика. Чем больше dw, при постоянном D0, тем меньше nc и наоборот.
При неточном изготовлении шариков крупные из них будут тормозить, а мелкие ускорять сепаратор. Между сепаратором и шариками могут возникнуть значительные давление и силы трения. С этим связан износ шариков и сепаратора, увеличение потерь на трение в подшипнике и случаи поломки сепаратора.
Контакт шарика с кольцом осуществляется по некоторой дуге a-b-с (рис 17.8). Окружные скорости точек a и b при вращении шарика вокруг своей оси различны. Если допустить, что в точке а ( а-с – мгновенная ось вращения) нет скольжения, то оно будет в точке b. Таким образом, в шариковых подшипниках наряду с трением качения наблюдается трение скольжения. Это создает дополнительный износ и потери в шариковых подшипниках. В роликовых подшипниках все точки контакта равноудалены от оси роликов. Здесь наблюдается чистое качение. Потери и износ в роликовых подшипниках меньше, чем в шариковых.
При вращении наружного кольца скорость центра тела качения (сепаратора), а, следовательно, и угловые скорости вращения тел качения больше, чем в случае вращения внутреннего кольца, а, следовательно, больше и износ всех элементов подшипника. Это обстоятельство в расчетной формуле для подшипников качения учитывается особым коэффициентом.