18.6. Розрахунок осей. Проектний розрахунок

Ось розглядається як балка, що лежить на двох опорах і навантажена зосередженими силами, які викликають деформацію згинання. Тому проектний розрахунок осей на статичну міцність виконують методами опору матеріалів аналогічно розрахунку балки із шарнірними опорами.

За конструкцією осі (див. рис. 18.5, а) складають розрахункову схему (б), визначають реакції опор і будують епюру згинальних моментів М (в). Визначають небезпечний переріз, для якого визначають необхідний діаметр d осі із умови міцності на згинання:

_ос  0,1 d³  М/_зг, (18.30)

Звідки

(18.31)

де М – максимальний згинальний момент, Нмм; _зг - допустима напруга згинання, Н/мм².

В нерухомих осях згинальна напруга змінюється за віднульовим циклом. Для осей, виготовлених із середньо вуглецевих сталей, при такому циклі навантаження приймають:

_зг = ₀_зг = 100...160 Н/мм².

В осях, які обертаються, напруга змінюється за симетричним циклом, для матеріалу цих осей приймають:

_зг = _-1_зг = (0,5...0,6) ₀_зг.

Якщо в розрахунковому перерізі осі є шпонковий паз, то одержане значення діаметра d збільшують на  10% і округляють до найближчого більшого стандартного значення.

20. Підшипники ковзання

Загальні відомості. Конструкції та матеріали підшипників ковзання. Змащування підшипників. Роботоздатність і режим рідинного тертя. Розрахунок підшипників. Приклад розрахунку.

Призначення і класифікація підшипників

Підшипники служать опорами для валів і обертових осей (див. рис. 18.1). Вони сприймають радіальне та осьове навантаження, яке прикладене до вала, і зберігають задане положення осі обертання вала. Втрати на тертя в підшипниках повинні бути мінімальними.

За видом тертя розрізняють: підшипники ковзання і підшипники кочення.

За навантаженням, яке сприймається, розрізняють підшипники радіальні - сприймають радіальне навантаження; упорні - сприймають осьове навантаження; радіально-упорні - сприймають радіальне та осьове навантаження.

19.2. 3агальні відомості і класифікація підшипників ковзання

Форма робочої поверхні підшипників ковзання відповідає формі цапфи вала. Вона може бути циліндричною (рис. 19.1, а), плоскою (б), конічною (в), сферичною (г). Шип і шийка (див. а) передають радіальне навантаження, п’ята (див. б) - осьове навантаження.

Підшипник ковзання, який сприймає осьове навантаження, називається підп’ятником (див. рис. 19.1, б). Підп’ятник, звичайно, працює в парі із радіальним підшипником. У свою чергу радіальні підшипники сприймають невелике осьове навантаження, тому вали виготовляють ступінчатими, що дозволяє фіксувати вал в осьовому напрямку (див. а).

Підшипники з конічною опорною поверхнею (див. рис. 19.1, в) використовують при невеликому навантаженні, коли необхідно систематично усувати зазор від спрацювання підшипників. Підшипник являє собою конічну втулку, положення якої можна регулювати гайками.

Рис. 19.1. Форма робочої поверхні підшипників ковзання: а – циліндрична; б – плоска; в – конічна; г - сферична

Сферичні підшипники допускають перекіс вала, тобто мають властивості самовстановлення (див. рис. 19.1, г).

Переваги підшипників ковзання: можливість виготовлення рознімних конструкцій підшипників; високі швидкості роботи підшипників (v 30 м/с); висока точність установлення валів; малі радіальні розміри; можливість нормальної роботи із забрудненим мастилом; безшумність роботи; демпфірування вібрацій і ударів мастильним шаром.

Недоліки: відносно великі втрати на тертя, особливо при запусках машин; необхідність постійного контролю змащення і температури підшипників; великі витрати мастильних матеріалів.

Підшипники ковзання використовують у високошвидкісних машинах – у центрифугах; шліфувальних верстатах і т. п.; для валів, які за умов складання вимагають розбірної конструкції підшипників, наприклад, для колінчастих валів; для валів, підшипники яких працюють в особливих умовах (у воді, агресивному середовищі і т. п.); для виготовлення підшипників дешевих тихохідних машин; підшипники не з малими радіальними розмірами, підшипники особливо важких валів; підшипники валів з великими вібраціями і ударами; підшипники особливо точного і рівномірного обертання і точного повороту – гідростатичні.