Расчет подшипников скольжения.

Подразделяется на проектировочный и проверочный.

Проектировочный расчет:

при его выполнении определяются геометрические размеры цапфы. Предварительно задаются коэффициентом φ.

где ℓ - длина вкладыша.

φ = 0,4 ÷1 – для опор с неподвижным вкладышем;

φ = 1,5 ÷2,5 – для опор с самоустанавливающимся вкладышем.

Меньшее значение принимают при значительных нагрузках и частотах вращения вала.

Большее при высокой точности изготовления и сборки.

Из этого условия определяется среднее давление масляного вкладыша.

[P_m] – допускаемое давление, зависящее от материала цапфы и вкладыша (табл.).

Для пят и подшипников среднее давление P:

- коэффициент уменьшения опорной поверхности пят за счет смазочных канавок.

S_оп - опорная площадь пяты.

Проверочный расчет производится по условиям нагрева масла и вкладыша, определяется произведение среднего давления на окружную скорость.

- допускаемое значение (табл.)

Окружная скорость точки на поверхности цапфы;

Окружная скорость для пят.

Подшипники качения.

Подшипники качения – это опоры вращающихся или качающихся деталей, использующие элементы качения (шарики или ролики) и работающие на основе трения качения.

Применение подшипников качения позволило заменить трение скольжения на трение качения.

Подшипники качения состоят:

1. Внутреннее кольцо;

2. Наружное кольцо;

3. Тела качения;

4. Сепаратор.

Сепаратор предназначен для предохранения тел качения от смещения и соприкосновения их между собой.

По конструктивным особенностям подшипники могут использовать без внутренних и наружных колец, но такие подшипники имеют значительно меньшую точность и малую долговечность.

Подшипники могут использоваться без сепаратора.

Достоинства:

- увеличивается количество тел качения, уменьшается удельное давление, повышается грузоподъемность;

Недостатки:

- тела качения непосредственно соприкасаются друг с другом, в результате чего изнашиваются и подшипник теряет точность.

Сепараторы изготовляют штампованными из мягких материалов. Высокоскоростные подшипники могут иметь массивные бронзовые сепараторы.

Достоинства подшипников качения:

1. Малые моменты сил трения, небольшое теплообразование;

2. Малая зависимость моментов сил трения от скорости в диапазоне обычных скоростей;

3. Значительно меньшее (в 5-10 раз), чем в подшипниках скольжения пусковые моменты;

4. Большая несущая способность на единицу ширины подшипника;

5. Незначительные требования к уходу и смазке;

6. Отсутствие необходимости цветных металлов;

7. Высокая степень стандартизации.

Недостатки:

1. Повышенные диаметральные габариты;

2. Высокие контактные напряжения, ограниченный срок службы при большом его рассеивании;

3. Высокая стоимость при единичном производстве.

В нашей стране подшипники изготовляются на специальных подшипниковых заводах, выпускается свыше 1000 типоразмеров подшипников с наружным диаметром от 1 мм до 1,6 м с весом от 0,5 г до 3,5 т и диметром шарниров от 0,35 мм до 203 мм.

Стандартизация.

Подшипники качения стандартизируются по одному основному параметру – по внутреннему диаметру d.

С внутренним диаметром от 3 до 10 мм через 1 мм,

от 10 до 20 мм – через 2-3 мм,

от 20 до 110 мм – через 5 мм,

от 110 до 200 мм через 10 мм,

от 200 до 500 мм через 20 мм.

Типы подшипников и их размеры задаются в специальных справочниках. На подшипниках производится специальная маркировка, характеризующая подшипник.

По максимуму маркировка содержит 9 цифр + буквы.

Пример: 64305

05 – внутренний диаметр d х 5;

3 – серия подшипника;

4 – тип подшипника;

6 – угол наклона наружного кольца.

Материалы.

Для изготовления подшипников используются специальные подшипниковые стали (пример ШХ - 15).

Так же стали имеют высокую контактную долговечность. Но отрицательные свойства этих сталей – высокая хрупкость.

Данные стали термообрабатываются до высоких степеней твердости 60…65 HRC.