Лекция № 12

КПД подшипников.

Для полужидкостной смазки КПД одной пары подшипников принимают для вкладышей:

η = 0,95 ÷ 0,96 – чугун;

η = 0,97 ÷ 0,98 – бронза;

η = 0,98 ÷ 0,99 – баббит.

При работе: гидродинамический режим → η = 0,995 ÷ 0,999.

Подшипники качения.

Заменяют трение скольжения трением качения.

Значение коэффициента трения скольжения близко к коэффициенту трения качения при работе в режиме гидродинамической смазки φ = 0,0015…0,0060.

Конструкция подшипника качения включает: кольца, тела качения, сепаратор (может отсутствовать).

Использование подшипника качения позволяет:

1) упростить систему смазки;

2) упростить обслуживание подшипника;

3) обеспечить хорошую работу при переходных и пусковых режимах.

Недостатки подшипников качения:

1) отсутствие разъёмных конструкций;

2) большие радиальные габариты;

3) ограниченная быстроходность;

4) низкая работоспособность при вибрациях и ударах.

Классификация подшипников.

-1- По форме тел качения:

1) шариковые;

2) роликовые (игольчатые).

-2- По направлению воспринимаемой нагрузки:

1) радиальные;

2) упорные;

3) радиально-упорные.

-3- По нагрузочной способности (7 серий):

1) сверхлёгкая;

2) особолёгкая;

3) лёгкая;

…………………

7) тяжёлая.

-4- По классам точной:

0 – нормальная;

6 – повышенная;

5 – высокая;

4 – особовысокая;

2 – сверхвысокая.

Материал.

Кольца → высокоуглеродистые хромистые подшипниковые стали (ШХ15; Ш20СГ);

→ цементуемые (18ХГТ).

Термообработка до твёрдости HRc = 61…66.

Тела качения → то же, что для колец, но HRc = 63…67.

Сепаратор → малоуглеродистые стали, латунь, неметаллические материалы.

Смазка.

Необходимое количество смазки невелико. Избыток смазки вредит. Лучше жидкая, но используют консистентную.

F₀ = 4,37 · F_r / z.

С учётом неточности изготовления тел качения:

F₀ = 5 · F_r / z.

Выбор подшипников.

По динамической грузоподъёмности → обусловлен предупреждением усталостного разрушения.

Характеристика подшипников.

Паспортная динамическая грузоподъёмность С[Н] – постоянная нагрузка, которую может выдержать подшипник в течение одного миллиона оборотов без появления признаков усталости не менее, чем у 90% испытываемых подшипников.

Динамическая грузоподъёмность и ресурс связаны эмпирической зависимостью:

где

L – ресурс [млн. об.];

Р – эквивалентная нагрузка;

n = 0,3 – для шариков;

n = 0,33 – для роликов;

а₁ – коэффициент надёжности;

а₂ – коэффициент, учитывающий качество металла и характер приложенной нагрузки.

Если надо увеличить коэффициент надёжности с 0,9 до 0,95, то:

0,9 → а₁ = 1;

0,95 → а₁ = 0,62;

0,99 → а₁ = 0,21.

При малых ресурсах ограничивают Р ≤ 0,5 · С, иначе возможно неусталостное разрушение.

Эквивалентная динамическая нагрузка – условно постоянная радиальная нагрузка, которая при приложении её к подшипнику с вращающимся внутренним кольцом обеспечивает такую долговечность, которую подшипник имеет при действительных условиях нагружения.

P_r = (X · V · F_r + Y · F_a) · K_σ · K_T;

P_a = (X · F_r + Y · F_a) · K_σ · K_T; где

P_r; P_a – радиальная и осевая нагрузки;

X; Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок (принимаются по каталогу для каждого подшипника);

V – коэффициент, учитывающий какое кольцо вращается

(внутреннее → V = 1; наружное → V = 1,2);

K_σ – коэффициент безопасности, учитывающий характер прилагаемой нагрузки;

K_T – коэффициент, учитывающий температуру.

При переменной нагрузке величина эквивалентной динамической нагрузки определяется по формуле:

Предельная быстроходность подшипника.

В каталоге указывается предельная частота вращения.

[D_m · n] = const, где

D_m – диаметр тел вращения;

n – частота вращения.

Дата добавления: 2014-01-07