Смазка подшипников скольжения

Подшипники скольжения применяются в двигателях внутреннего сгорания, компрессорах, насосах, прокатных станах, центрифугах и других машинах. В подшипники скольжения трение происходит за счет скольжения поверхностей. Основная функция смазки — уменьшить трение, сократив таким образом износ механизма. Смазка предотвращает попадание в механизм пыли и других загрязняющих веществ.

В качестве смазки для подшипников скольжения применят различные масла, пасты, пластичные смазки и другие средства. Для изготовления частей подшипника используют антифрикционные материалы: медь, бронзу, латунь и другие цветные металлы. При выборе смазки необходимо учитывать особенности этих металлов, их подверженность окислению. Смазки для подшипников скольжения должны отличаться высокими противоизносными и противозадирными свойствами, поскольку из работа связана с большими статическими и динамическими нагрузками.

Основными требованиями, предъявляемыми к смазке подшипников скольжения, являются: диапазон рабочих температур, способность выдерживать высокие нагрузки, безопасность, экологичность.

Существуют разные классификации смазок. Основные виды смазок: граничная, полужидкостная и жидкостная. Последняя считается наиболее эффективной. Коэффициент трения при жидкостной смазке незначителен, поэтому износ механизма минимальный.

Подшипники скольжения служат для передачи усилия от одного подвижного узла оборудования к другому.

Подшипники скольжения подразделяются на:

Работающие без смазки подшипники из металлических или неметаллических антифрикционных материалов
Металлокерамические подшипники из пористых антифрикционных материалов
Гидродинамические подшипники с нагнетанием давления в конвергентном масляном слое
Гидростатические подшипники с нагнетанием давления в смазочном материале снаружи

Условия работы зависят от нагрузки и распределения напряжений.
Для работы всех подшипников скольжения необходима соответствующая смазка, в том числе, при необходимости, сухая.

53.Подшипники качения. Классификация. Достоинства, недостатки и области применения;

Общие сведения

Подшипники качения представляют собой готовый узел рис.3.2.5, основным элементом которого являются тела качения — шарики или ролики 3, установленные между кольцами 1 к 2 и удерживаемые на определенном расстоянии друг от друга обоймой, называемой сепаратором 4. В процессе работы тела качения катятся по дорожкам качения колец, одно из которых в большинстве случаев неподвижно. Распределение нагрузки между несущими телами качения неравномерно и зависит от величины радиального зазора в подшипнике и от точности геометрической формы его деталей.

Рисунок 3.2.5 Подшипник качения

Подшипники качения широко распространены во всех отраслях машиностроения. Они стандартизованы и изготовляются в массовом производстве на ряде крупных специализированных заводов.

Достоинства подшипников качения

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 смазочного материала.
5. Не требуют особого внимания и ухода.
6. Малые осевые размеры.

Недостатки подшипников качения

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.

Классификация и маркировка подшипников качения

Подшипники качения классифицируют по следующим основным признакам:
1) по форме тел качения:
а) шариковые рис.3.2.6.а,
б) роликовые, причем последние могут быть с цилиндрическими (рис.3.2.6.б), коническими (рис.3.2.6.в), бочкообразными (рис.3.2.6.г), игольчатыми (рис. 3.2.6.д) и витыми роликами (рис. 3.2.6.е);
2) по направлению воспринимаемой нагрузки:
а) радиальные,
б) радиально-упорные,
в) упорно-радиальные,
г) упорные;
3) по числу рядов тел качения:
а) однорядные,
б) многорядные.

Рисунок 3.2.6 Виды тел качения

4) по способности самоустанавливаться:
а) несамоустанавливающиеся,
б)самоустанавливающиеся (сферические);
5) по габаритным размерам — на серии: для каждого типа подшипника при одном и том же внутреннем диаметре имеются различные серии, отличающиеся размерами колец и тел качения.
(в зависимости от размера наружного диаметра подшипника серии бывают: сверхлегкие, особо легкие, легкие, средние и тяжелые),
(в зависимости от ширины подшипника серии подразделяются на особо узкие, узкие, нормальные, широкие и особо широкие).
Подшипники качения маркируют нанесением на торец колец ряда цифр и букв, условно обозначающих внутренний диаметр, серию, тип, конструктивные разновидности, класс точности и др.
Две первые цифры справа обозначают его внутренний диаметр. Для подшипников с размер внутреннего диаметра определяется умножением указанных двух цифр на 5. Третья цифра справа обозначает серию диаметров: особо легкая серия — 1, легкая — 2, средняя — 3, тяжелая — 4 и т. д.
Пятая или пятая и шестая цифры справа обозначают отклонение конструкции подшипника от основного типа. Например, подшипник 7309 основной конструкции пятой цифры в обозначении не имеет, а аналогичный подшипник с бортом клеймится 67309.
Седьмая цифра справа обозначает серию ширин.
Цифры 2, 4, 5 и 6, стоящие через тире впереди цифр у основного обозначения подшипника, указывают его класс точности. Нормальный класс точности обозначается цифрой 0, которая не проставляется. Сверхвысоким классом точности являeтся 2, а затем в порядке понижения точности следует 4, 5, 6 и 0. С переходом от класса 0 к классу 2 допуск радиального биения снижается в 5 раз, а стоимость увеличивается в 10 раз. Приведенный в качестве примера подшипник 7309 — нормального класса точности.
В условном обозначении подшипников могут быть дополнительные знаки, характеризующие изменение металла деталей подшипника, специальные технологические требования и т. д.
Примеры обозначений подшипников: 211 —подшипник шариковый радиальный, легкой серии с внутренним диаметром, нормального класса точности; 6—405— подшипник шариковый радиальный, шестого класса точности; 4—2208— подшипник роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами, легкой серии, четвертого класса точности.

Основные типы подшипников качения

Шариковый радиальный подшипник рис.3.2.7 самый распространенный в машиностроении. Он дешев, допускает перекос внутреннего кольца относительно наружного до 0 °10'. Предназначен для радиальной нагрузки. Желобчатые дорожки качения позволяют воспринимать осевую нагрузку. Обеспечивает осевое фиксирование вала в двух направлениях. При одинаковых габаритных размерах работает с меньшими потерями на трение и при большей угловой скорости вала, чем подшипники всех других конструкций.

Рисунок 3.2.7 Шариковый радиальный подшипник

Шариковый радиальный сферический подшипник рис.3.2.8 предназначен для радиальной нагрузки. Одновременно с радиальной нагрузкой может воспринимать небольшую осевую нагрузку и работать при значительном (до 2...3°) перекосе внутреннего кольца относительно наружного. Способность самоустанавливаться определяет область его применения.

Рисунок 3.2.8 Шариковый радиальный сферический подшипник

Роликовый радиальный сферический подшипник рис.3.2.9 имеет ту же характеристику, что и шариковый сферический, но обладает наибольшей грузоподъемностью из всех других подшипников таких же габаритных размеров.

Рисунок 3.2.9 Роликовый радиальный сферический подшипник

Роликовый радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами рис.3.2.10 воспринимает большие радиальные нагрузки. Допускает осевое взаимное смещение колец. Применяется для коротких жестких валов, а также в качестве «плавающих» опор (для валов шевронных шестерен и др.).При необходимости осевой фиксации валов в одном направлении применяют подшипники с дополнительным буртом, а для осевой фиксации в двух направлениях — подшипники с дополнительным буртом и с упорной шайбой. Грузоподъемность подшипника составляет в среднем 1,7 от грузоподъемности шарикового радиального.

Рисунок 3.2.10 Роликовый радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами

Роликовый радиальный подшипник с игольчатыми роликами рис. 3.2.11 воспринимает только радиальную нагрузку. При сравнительно небольших габаритных размерах обладает высокой радиальной грузоподъемностью.

Рисунок 3.2.11 Роликовый радиальный подшипник с игольчатыми роликами
Шариковый радиально-упорный подшипник рис. 3.2.12 предназначен для комбинированных (радиальных и осевых) или чисто осевых нагрузок.. Подшипники, смонтированные попарно, воспринимают осевые силы, действующие в двух направлениях. Применяются при большой частоте вращения.

Рисунок 3.2.12 Шариковый радиально-упорный подшипник

Роликовый конический подшипник рис. 3.2.13 воспринимает одновременно радиальную и осевую нагрузки. Применяется при средних и низких скоростях вращения. Обладает большой грузоподъемностью. Удобно регулируется. Подшипники этого типа, как и предыдущие, устанавливают попарно.

Рисунок 3.2.13 Роликовый конический подшипник

Шариковый упорный подшипник рис. 3.2.14 воспринимает одностороннюю осевую нагрузку. При действии осевых сил попеременно в обоих направлениях устанавливают двойной упорный подшипник. Во избежание заклинивания шариков от действия центробежных сил этот подшипник применяют при средней и низкой частоте вращения.

Рисунок 3.2.14 Шариковый упорный подшипник

Материалы, применяемые для изготовления подшипников качения
Тела качения и кольца изготовляют из высокопрочных шарикоподшипниковых хромистых сталей ШХ15 и других с термообработкой и последующими шлифованием и полированием. Твердость закаленных тел качения и колец 61...66 НRСЭ. Сепараторы чаще всего штампуют из мягкой листовой стали. Для высокоскоростных подшипников сепараторы изготовляют массивными из бронзы, латуни, легких сплавов или пластмасс.

Виды разрушения подшипников качения и критерии работоспособности
К основным причинам потери работоспособности подшипников качения относятся:
Усталостное выкрашивание рабочих поверхностей тел качения и дорожек качения колец в виде раковин или отслаивания (шелушения) вследствие циклического контактного нагружения. Усталостное выкрашивание является основным видом разрушения подшипников, обычно наблюдается после длительной работы и сопровождается стуком и вибрациями.
Пластические деформации на дорожках качения (вмятины) вследствие действия ударных нагрузок или больших статических нагрузок без вращения.
Задиры рабочих поверхностей качения при недостаточном .смазывании или слишком малых зазорах из-за неправильного монтажа.
Абразивный износ вследствие плохой защиты подшипника от попадания пыли. Применение совершенных конструкций уплотнений подшипниковых узлов уменьшает износ рабочих поверхностей подшипника.
Разрушение сепараторов от действия центробежных сил и воздействия на сепаратор тел качения. Этот вид разрушения является основной причиной потери работоспособности быстроходных подшипников.
Раскалывание колец и тел качения из-за перекосов при монтаже или при больших динамических нагрузках. Основными критериями работоспособности подшипников качения является долговечность по усталостному выкрашиванию и статическая грузоподъемность по пластическим деформациям.

Подшипники качения представляют собой два кольца разной формы, выполняющих функцию тел качения. В конструкции присутствует сепаратор, который отделяет тела одно от другого, направляя движение и контролируя равное расстояние между кольцами. На кольцах выполнены специальные желоба, являющиеся дорожками качения, именно по ним в процессе работы перемещаются тела качения.