24.11.2020-25.11.2020

                  ПРЕДМЕТ " Техническая механика с основами технических измерений"

                                                          Группа № 310

Группа № 310 темы уроков:" Назначение и классификация подшипников скольжения", " Устройство и принцип работы подшипников  качения",

"Классификация. Маркировка"," Достоинства и недостатки".

В автомобильной и других видах промышленности находит применение отдельный тип подшипников. Он используется в тех ситуациях, когда ожидается сильное ударное или вибрационное воздействие на механизм. Такие элементы, в которых видом движения относительно сопряженных частей механизма является скольжение, называются подшипниками скольжения.

Назначение подшипника - уменьшать трение между движущейся и неподвижной частями машины, так как с трением связаны потери энергии, нагрев и износ. Подшипники скольжения - это опоры вращающихся деталей, работащие в условиях скольжения поверхности цапфыпо поверхности подшипника .

По направлению воспринимаемых нагрузок подшипники скольжения разделяют на две основные группы: радиальные, предназначенные для восприятия нагрузок, перпендикулярных к оси вала, и упорные для восприятия осевых нагрузок. При совместном действии радиальных и относительно небольших осевых нагрузок преимущественно применяют совмещенные опоры, в которых осевые нагрузки воспринимаются торцами вкладышей. Применяют также подшипники скольжения вместе с подпятниками качения.

Для работы без износа или с малым износом подшипники должны смазываться. Доминирующее распространение имеют подшипники с жидкостной смазкой, которым в общей части посвящена настоящая глава. Применяют также подшипники из самосмазывающихся материалов, с твердосмазочными покрытиями, с пластичными и газообразными смазочными материалами.

Для того чтобы между трущимися поверхностями мог длительно существовать масляный слой, в нем должно быть избыточное давление, которое самовозникает в слое жидкости при вращении цапфы (гидродинамическая смазка) или создается насосом (гидростатическая смазка). Основное практическое применение имеют подшипники с гидродинамической смазкой.

Подшипники скольжения в современном машиностроении сохранили некоторые важнейшие области, где имеют преимущественное или равное применение с подшипниками качения. Подшипники скольжения применяют:

- в высокоскоростных машинах (центрифуги, шлифовальные станки и др.), когда долговечность подшипников качения резко сокращается;

- для валов, например коленчатых, когда по условиям сборки требуются разъёмные подшипники;

- при работе в химически агрессивных средах и воде, в которых подшипники качения неработоспособны;

- для валов, воспринимающих ударные и вибрационные нагрузки;

- при близко расположенных валах, когда требуются малые радиальные размеры подшипников;

- во вспомогательных тихоходных малоответственных механизмах;

- для особо высоких частот вращения -- газовые и электромагнитные

- для особо точного и равномерного вращения и точного поворота -- гидростатические.

Использование гидродинамических подшипников скольжения вместо подшипников качения в компьютерных HDD (Hard Disk Drive) дает возможность регулировать скорость вращения шпинделей в широком диапазоне (до 20 000 об/мин), уменьшить шум и влияние вибраций на работу устройств, тем самым позволив увеличить скорость передачи данных, обеспечить сохранность записанной информации и срок службы устройства в целом (до 10 лет), а также - создать более компактные HDD 0,8-дюймовые.

К недостаткам подшипников скольжения можно отнести сложность системы смазки для обеспечения жидкостного трения, необходимость применения цветных металлов, повышенные пусковые моменты и увеличенные размеры в осевом направлении. При работе с жидкими и пластичными смазочными материалами температура подшипника не может превышать 150 °С. Однако некоторые самосмазывающиеся материалы допускают работу при температурах до 700 °С /4/.

Характерные дефекты и поломки подшипников скольжения вызваны трением:

- температурные дефекты (заедание и выплавление вкладыша);

- абразивный износ;

- усталостные разрушения вследствие пульсации нагрузок.

                   УСТРОЙСТВО и ПРИНЦИП РАБОТЫ ПОДШИПНИКА  КАЧЕНИЯ.

Подшипник качения — состоит из 2-х колец и тел качения (шариков, валиков и т.д), которые катаются по данным желобам.

Между ними ставятся сепараторы, которые отделяют тела качения друг от друга во избежании блокировки.Подшипники качения работают на трении качения (имеются только небольшие потери на трение скольжения между сепаратором и телами качения) поэтому по сравнению с подшипниками скольжения снижаются потери энергии на трение из-за меньшей площади соприкосновения и уменьшается износ.Закрытые подшипники качения (имеющие защитные крышки) не требуют обслуживания (замены смазки, чистки), открытые же  чувствительны к попаданию инородных тел. Это может привести к быстрому выходу подшипника из строя.Плюсами данных подшипником можно назвать – довольно долгий срок службы и возможность работы на любых оборотах без значительного увеличения износа (в пределах спецификаций).Из минусов стоит отметить – высокий уровень шума при работе, необходимость обслуживания (чистки, замены смазки).Для компьютерных вентиляторов, подшипники качения активно применяются, наряду   с подшипниками скольжения и гидродинамическими.Они ценятся за хорошую безотказность и относительно долгий срок службы. Такие подшипники могут начать сильнее шуметь, но тем не менее продолжать работать до полного заклинивания от перегрева подшипника. Долговечность — от 50 000 часов.

                                  Классификация  подшипников. Маркировка.

Радиальные шариковые подшипники предназначены для восприятия главным образом радиальных нагрузок. Однако, они, кроме радиальной нагрузки, могут передавать осевую нагрузку в пределах 70% от неиспользованной радиальной нагрузкой. При использовании этих подшипников предъявляются менее высокие требования к соосности опор и жёсткости валов. Они дешевле подшипников других типов, допускают более простой монтаж и демонтаж. Поэтому их наиболее часто используют в различных машинах и механизмах.

Роликовые подшипники обладают большей грузоподъёмностью, чем шариковые. Однако роликовые подшипники с цилиндрическими роликами наиболее распространённых конструкций не могут воспринимать осевые нагрузки, а конические роликоподшипники менее быстроходны.

Радиально-упорные подшипники различают по углу контакта . С увеличением угла контакта радиально-упорные подшипники могут воспринимать более тяжёлые осевые нагрузки, однако быстроходность подшипников при этом снижается.

Самоустанавливающиеся подшипники  применяют в случае повышенной не соосности опор валов (до2º…3º), а также при повышенной податливости вала.

Подшипники качения маркируют нанесением на торец колец ряда цифр и букв, условно обозначающих внутренний диаметр, серию, тип, конструктивные особенности, класс точности и др.

Две первые цифры справа обозначают его внутренний диаметр d. Для подшипников с d = 20…495 мм размер внутреннего диаметра определяется умножением указанных двух цифр на 5. 

Третья цифра справа обозначает серию подшипника. Особо легкая серия обозначается цифрой 1, легкая — 2, средняя—3, тяжелая—4, легкая широкая —5, средняя широкая —6 и т. д.

Четвертая цифра справа обозначает тип подшипника:

радиальный шариковый однорядный 0*

радиальный шариковый сферический 1

радиальный с короткими цилиндрическими роликами 2

радиальный роликовый сферический 3

радиальный роликовый с длинными роликами или игольчатый 4

радиальный роликовый с витыми роликами 5

радиально-упорный шариковый 6

роликовый конический 7

упорный шариковый 8

упорный роликовый 9

* Если после 0 слева нет цифр, то 0 в условном обозначении подшипника не проставляется.

Одна или две буквы впереди цифр условного обозначения указывают класс точности подшипника.

Нормальный класс точности обозначается буквой Н, повышенный—П, высокий — В, особо высокий — А, сверхвысокий — С, промежуточные ВП, АВ, СА

В условном обозначении подшипников могут быть дополнительные знаки, характеризующие изменение металла деталей подшипника, специальные технологические требования и т. д.

Достоинства:

1. Сравнительно малая стоимость вследствие массового производства подшипников

2 Малые потери на трение и незначительный нагрев. Потери на трение при пуске и установившемся режиме работы практи­чески одинаковы.

3. Высокая степень взаимозаменяемости, что облегчает мон­таж и ремонт машин.

4. Малый расход смазки.

5. Не требуют особого внимания и ухода.

Недостатки:

1. Высокая чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам вследствие большой жесткости конструкции подшипника.

2. Малонадежны в высокоскоростных приводах из-за чрезмерного нагрева и опасности разрушения сепаратора от действия центробежных сил.

3. Сравнительно большие радиальные размеры.

4. Шум при больших скоростях.