Смазка подшипников

РАБОТА ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ЖИДКОСТНОГО ТРЕНИЯ

Для обеспечения жидкостного трения необходимо соблюдать следующие условия:

а) зазор между поверхностями трения должен быть требуемой величины (см. рис. 12.6);

б) масло необходимой вязкости должно надежно заполнять зазор и непрерывно пополняться (см. рис. 12.6);

в) скорость скольжения должна быть достаточной для создания необходимой гидродинамической поддерживающей силы за счет заклинивания смазки;

г) смазка должна полностью разделять трущиеся поверхности (см. рис. 12.7).

Режим жидкостного трения удается получить при правильном проектировании и тщательном изготовлении подшипника. Расчет подшипников скольжения, работающих при жидкостном трении, производится на основе гидродинамической теории смазки (Н.П. Петров – 1883г.), которая основана на решении дифференциальных уравнений гидродинамики вязкой жидкости. Эта теория доказывает, что гидродинамическое давление может развиваться только в клиновом зазоре (см. эпюру на рис. 12.6). Толщина масляного слоя h в самом узком месте (см. рис. 12.7) зависит от режима работы подшипника. Чем больше вязкость смазки и угловая скорость цапфы, тем больше h. С увеличением нагрузки h уменьшается. При установившемся режиме работы толщина h должна быть больше суммы микронеровностей цапфы δ₁ и вкладыша δ₂:

h = K(δ₁+ δ₂),

где К≥2 — коэффициент запаса, учитывающий изгиб цапфы и неточности изготовления и сборки.

Гидродинамический расчет подшипников жидкостного трения является основным и выполняется как проверочный для проверки выполнения условий жидкостного трения.

Смазочные материалы. Для уменьшения трения и износа подшипники смазывают. Смазка должна быть маслянистой и вязкой.

Маслянистостью называется способность смазки образовывать на поверхности трения устойчивые адсорбированные пленки.

Вязкостью называется свойство слоев смазки сопротивляться относительному сдвигу. Различают динамическую и кинематическую вязкости. За единицу динамической вязкости принимают силу в ньютонах, необходимую для перемещения слоя жидкости площадью в 1 м² по слою той же величины, удаленному от первого на 1 м, со скоростью 1 м/сек; сокращенное обозначение этой единицы н·сек/м². В ГОСТах указаны значения кинематической вязкости, которая представляет отношение динамической вязкости к плотности смазки.

Единица кинематической вязкости м²/сек. Практически кинема­тическую вязкость оценивают косвенным методом по времени истечения данного объема масла из специального прибора — вискозиметра. Результат испытания выражают в условных единицах ВУ₅₀ или ВУ₁₀₀ (вязкость условная при температуре масла 50 или 100°С). Вязкость масел резко понижается с повышением температуры.

Смазочные материалы могут быть жидкие, консистентные, твердые и газообразные.

Жидкие смазки являются основным смазочным материалом. Они имеют низкий коэффициент внутреннего трения. Их легко подавать к местам смазки, они оказывают охлаждающее действие. Недостатком жидкой смазки является ее вытекание из мест смазки.

Жидкие масла бывают органические и минеральные. Органические масла—растительные (касторовое и др.) и животные (костный жир и др.), обладают высокими смазывающими свойствами, но дефицитны и применяются в специальных случаях. Минеральные масла — продукты перегонки нефти, находят преимущественное применение для подшипников. К ним относятся индустриальные масла различных марок, автотракторные и др. Вода применяется для смазки подшипников с вкладышами из дерева, резины и некоторых пластмасс.

Консистентные смазки (мази) изготовляются путем загущения жидких минеральных масел мылами жирных кислот или углеводородами. К ним относятся солидолы, консталиныи др.

Эти смазки хорошо заполняют зазоры, герметизируя узлы трения. Вязкость их мало меняется с изменением температуры. Применяются в подшипниках при малых скоростях скольжения и ударных нагрузках.

Твердые смазочные материалы — графит, слюда и другие применяются в машинах, когда по условиям производства нельзя применить жидкую или консистентную смазку (ткацкие станки, пищевые машины и др.).

Воздушная и газовая смазки применяются в малонагруженных подшипниках при очень большой угловой скорости вала (центрифуги, шпиндели шлифовальные и др.).

Подвод и распределение смазки. Смазка подводится в подшип­ник по ходу вращения цапфы в зону зазора, где отсутствует гидродинамическое давление (см. рис. 12.6,б). Распределение смазки по длине вкладыша осуществляется смазочными канавками, которые располагают в ненагруженной зоне вкладыша (см. рис. 12.1 и 12.2). В местах стыка вкладышей делают неглубокие карманы - х о л о д и л ь н и к и (рис. 12.8), которые распределяют смазку по длине цапфы, собирают продукты износа и охлаждают смазку.

Рис. 12.8. Вкладыш из двух половин (l— карман-холодильник)

Рис. 12.9. Пресс-масленка под запрессовку

Рис. 12.10. Схема кольцевой смазки

Смазка подается в подшипники самотеком с помощью смазочных устройств или под давлением от шестеренчатых и других насосов. Смазочные устройства многочисленны и разнообразны,

По характеру подачи смазки различают устройства для периодической (рис. 12.9) и непрерывной (рис. 12.10) смазки, а в зависимости от вида смазки — жидкой (рис. 12.11) и консистентной (рис. 12.12).

Через пресс-масленки (см. рис. 12.9) смазка подается к трущимся поверхностям под давлением при помощи шприца.

Эти масленки малогабаритны и могут устанавливаться в труднодоступных местах.

Колпачковые масленки (см. рис. 12.12) служат для подачи консис­тентной смазки. Здесь мазь периодическивыдавливается через канал масленки путем подвинчивания колпачка, заполненного смазкой.

Рис. 12.11. Масленка фитильная

Рис. 12.12. Масленка колпачковая

Фитильные масленки (см. рис. 12.11) обеспечивают непрерывность подачи масла, фильтруя его при прохождении через фитиль. Фитильное смазывание основано на принципе сифона, осуществляемого капиллярами хлопчатобумажного фи­тиля. Конец фитиля, вставленный в трубку масленки, должен быть ниже дна масляного резервуара. Недостатком этих масле­нок является зависимость подачи масла от его уровня в масленке, а также расход масла в нерабочий период.

Кольцевая смазка (см. рис. 12.10) является наиболее совершенным способом смазки подшипников. Осуществляется свободно висящим на цапфе кольцом. За счет силы трения, возни­кающей между цапфой и кольцом, последнее вращается, захватывает из ванны масло и подает его на цапфу. Отработанное масло стекает в ванну и вновь захватывается кольцом.

Смазка разбрызгиванием применяется в герметически закрытых механизмах (редукторах, коробках передач и т.п.), в которых масло захватывается вращающимися деталями и разбрызгивается.

В современном машиностроении широко применяется циркуляционная система смазки, когда к трущимся поверхностям непрерывно подводится свежее охлажденное и профильтрованное масло, а отработанное масло непрерывно отводится.

Дата добавления: 2014-01-14