Лекция 19

7.

6.

5.

4.

Смазочные материалы

Основными смазочными материалами под­шипников являются жидкие масла. Преимущественное применение имеют нефтяные масла, а в особых условиях – растительные (льняное, касторовое и др.), животные (костное и др.) и синтетические масла. Для смазки подшипников, требующих надежной гермети­зации или работающих в широком диапазоне температур и режимов эксплуатации, применя­ют пластичный смазочный материал – консталин, солидол и др.

Виды смазывания:

Периодическое смазы­вание, при котором жидкая смазка подается к поверхностям трения через пресс-масленку под давлением с помощью шпри­ца, а пластичная смазка – колпачковой масленкой, заполненной смазкой, которая выдавливается подвертыванием кол­пачка.

Фитильное смазывание, при котором жидкая смазка подается к поверхностям трения фитилем.

Смазывание коль­цом, при котором смазка подается к поверхностям тре­ния кольцом, увлекаемым во вращение цапфой.

Циркуляционное смазывание под давлением от насосов.

Смазывание погружением поверхности трения в масляную ванную.

Смазывание масляным туманом, разбрызгиванием и. др.

«Расчет подшипников скольжения»

Расчет на износостойкость и теплостойкость выполняют как проверочный, когда известны диаметр d цапфы, который определяют при проектировочном расчете вала, и ширина вкладыша b, которую назначают по рекомендации: b ≈ (0,6...1,2) d. При недостаточной смазке и малой угловой скорости вала подшипники скольжения работают при граничной смазке и без смазки. В этих режимах расчет подшипников выпол­няют условно по двум показателям: средними давлению р между цапфой и вкладышем и произведению pv. Расчет по p гарантирует невыдавливание смазки и представляет собой расчет на износостойкость. Расчет по pv гарантирует нормальный тепловой режим, т.е. отсутст­вие заедания, и представляет собой расчет на теплостойкость. Для ограничения износа и нагрева необходимо выполнение условий

р = R_r/(ab) ≤ [ р ] (1)

рv ≤ [ pv ] (2)

где R_r – радиальная нагрузка на подшипник, Н;

v – окружная скорость цапфы, м/с.

Если при расчете условия (1) и (2) не выполняются, то надо изменить материал или ширину вкладыша и повторить расчет.

«Работа подшипников скольжения в условиях жидкостной смазки»

При жидкостной смазке поверхности цапфы и подшипника разделены устойчивым масляным слоем. Поэ­тому цапфа и вкладыш практически не изнашиваются. Это самый благоприятный режим работы подшипников скольжения. Для со­здания жидкостной смазки необходимо, чтобы в масляном слое возникало избыточное давление или от вращения вала (гидродина­мическое), или от насоса (гидростатическое). Чаще применяют подшипники с гидродинамической смазкой, сущность ко­торой в следующем. Вал при своем вращении увлекает масло в клиновый зазор 3 между цапфой 2 и вкладышем 1 и создает избыточ­ное гидродинамическое давление, обеспечивающее всплытие цапфы.

Жидкостная смазка возникает лишь в определенных конструк­циях подшипников скольжения при соблюдении следующих усло­вий: зазор между поверхностями трения должен быть клиновой фор­мы; масло соответствующей вязкости должно непрерывно заполнять зазор; скорость относительного движения поверхностей трения должна быть достаточной для создания давления, способного уравновесить внешнюю, нагрузку; смазка должна полностью разделять поверхности, трения.

Расчет подшипников при жидкостной смазке выполняют на осно­ве гидродинамической теории смазки. Эта теория показывает, что гидродинамическое давление может развиваться только в клиновом зазоре. Толщина h масляного слоя (разделяющий цап­фу 2 и вкладыш 1 слой масла показан толстой черной линией) зависит от угловой скорости и вязкости масла.

Чем больше значения этих величин, тем больше h. С увеличением радиальной нагрузки на цапфу 2 значение h уменьшается. Минимальная толщина необходимая для получения жидкостного трения,

h_min = К_h (δ₁ +δ₂),

где К_h – 1,5...6 – коэффициент, учитывающий угловую скорость ω [омега] вала и характер нагрузки: меньшие значения при малых ω [омега], большие – при динамических нагрузках;

δ₁ и δ₂ [дельта] – высоты неров­ностей профилей.

«Подшипники скольжения без смазки»

Подшипники, смазка которых не может быть гарантирована или недопустима по техническим условиям, выполняют из мате­риалов на основе фторопласта-4.

Фторопласт-4, как материал для подшипников, обладает уникальным комплексом свойств:

1. низкий коэффициент трения (f = 0,5...0,1);

2. широкий диапазон рабочих температур;

3. малая набухаемость,

4. высокая химическая стойкость и др.

Однако широкому его применению для изготовления подшип­ников препятствовали низкие нагрузочная способность и теплопро­водность. Для повышения нагрузочной способности и теплопровод­ности создан новый антифрикционный материал – металлофторопласт, состоящий из стальной основы 1 и тонкого слоя (0,3…0,4 мм) 2 сферических частиц бронзы, поры между которыми заполняют фторопластом 3 с наполнителем (дисульфид молибдена и др.). Этот материал удачно сочетает в себе высокую прочность, теплопроводность стали и бронзы, стабильность размеров и анти­фрикционные свойства фторопласта-4.

Вкладыши – свертные втулки – штампуют из металлофторопластовой ленты, которую выпускают толщиной 1,1; 1,2; 2,3 мм и шириной 75…100 мм. Длина постав­ляемых полос 500…2000 мм. Разме­ры выпускаемых втулок: внутренний диаметр d = 10…55 мм; ширина b = 10…70 мм; толщина стенки δ [дельта] = 1,5…2,5 мм. Втулки изготовляют без буртиков.

Допускаемые значе­ния:

- [ p ] = l,4 МПа при температуре t ≤ 40ºС,

- [ р ] = 0,14 МПа при t = 200°С;

- [ рv ] = 0,9…0,7 МПа* м/с, при этом долговечность подшипников L_h = 10³…10⁴ ч.

Металлофторопластовые подшипники скольжения (МФПС) хо­рошо работают в широком диапазоне температур (-200…+300°С), нагрузок и скоростей, не боятся многих химически активных сред, имеют малые массу и объем. Основное ихдостоинство – не нужда­ются в смазке. Указанные достоинства МФПС позволили в ряде отраслей промышленности заменить имя не только подшипники скольжения из традиционных материалов, но и подшипники каче­ния.

«Смазочные устройства»

В машинах применяют индивидуальный или централизованный способ смазывания. Индивидуальный способ, при котором смазочный материал подается к каждой трущейся паре от независимого устрой­ства, расположенного вблизи поверхности трения, применяют в случае, когда пары трения находятся далеко одна от другой или требуют различных смазочных мате­риалов. В остальных случаях применяют централизованный способ, при котором несколько отдельно расположенных тру­щихся вар смазываются от одного общего смазочного устройства.

Индивидуальное периодиче­ское смазывание жидким смазочным материалом без принудительного давления осуществляют с помощью масленок с по­воротной крышкой или шариковых масленок. Ма­сленки заправляют лейками, а шарико­вые – шприцами.

Централизованное смазыва­ние осуществляют многоточечными масленками, насосами и многоточечными распределителями со свободным или при­нудительным дозированием и многоплун­жерными лубрикаторами.

Многоточечные масленки применяют для подачи, масла, в малых количествах без принудительного давления.

Подача смазочного материала многото­чечными лубрикаторами обеспечивает на­иболее равномерное принудительное рас­пределение его между смазочными точками и поэтому наиболее надежное смазывание. Обычно в этих лубрикаторах каждый плунжер питает свою смазочную точку. Лубрикаторы могут подавать смазочный материал под значительным давлением, но их производительность, естественно, значительно меньше, чем ротационных насосов.

Смазочный материал в процессе работы загрязняется продуктами износа, а также пылью, абразивом и водой, попадающими извне; кроме того, в масле происходят химические изменения. Поэтому масло очищают в смазочной системе машины, а также периодически заменяют.

Смазочные масла в системе машины очищают путем отстаивания и фильтрации. В отстойниках твердые включения и вода постепенно оседают на дно и в нижние слои, а верхние слои очищаются. Обычно этот вид очистки применяют перед филь­трацией. При фильтрации пропускают масло сквозь:

а) пористые материалы – ткани, войлок, бумагу;

б) металлические сетки;

в) узкие щели между металличе­скими пластинами.

Для тонкой очистки масла применяют центробежные фильтры, а для очистки от продуктов износа металлов – магнитные фильтры. Фильтры по­степенно засоряются. Поэтому в современ­ных конструкциях, фильтров предусматри­вают очистку фильтров без их разборки или даже непрерывную автоматическую очистку.

Устройства для пластичного смазоч­ного материала

Периодическое индивиду­альное смазывание осуществляют колпачковыми масленками – при подвинчивании крышки смазочный мате­риал выдавливается из масленки и посту­пает к трущимся поверхностям. Пресс-масленка под шприц позволяет подавать смазочный материал под боль­шим давлением при помощи ручного шприца или механизированного подаю­щего устройства.

Непрерывное индивидуальное смазыва­ние осуществляется с помощью автома­тически действующих масленок, у которых смазочный материал подается поршнем, находящимся под действием пружины.

Централизованное периодическое сма­зывание осуществляется многоплунжерным насосом-лубрикатором или пресс-масленкой значительной вместимости, в которой так же, как и в масленке, смазочный материал выдавливается поршнем, находящимся под действием пружины.

Дата добавления: 2015-06-04