Теоретична частина. Призначення підшипників – підтримувати обертові вали та осі в просторі, забезпечуючи їм можливість обертання.

Призначення підшипників – підтримувати обертові вали та осі в просторі, забезпечуючи їм можливість обертання.

Підшипники кочення складаються з наступних деталей (рис. 8.1):

1 – зовнішнє кільце;

2 – внутрішнє кільце;

3 – тіла кочення (кульки або ролики);

4 – сепаратор (розділяє й направляє тіла кочення).

Переваги (у порівнянні з підшипниками ковзання):

– менші моменти сил тертя й теплотворення;

– значно простішій догляд;

– менша витрата мастильних матеріалів;

– більша несуча здатність на одиницю ширини підшипника;

– менша витрата кольорових металів.

Рис. 8.1. Підшипник кочення кульковий

Недоліки:

– високі контактні напруги (зменшення терміну служби);

– менша здатність демпфіювати коливання;

– підвищений шум при великих частотах обертання.

Підшипники кочення класифікують по наступних ознаках:

– за формою тіла кочення - кулькові й роликові (циліндричні, конічні, голчасті та ін.);

– за способом сприймати навантаження – радіальні, радіально-упорні, упорні;

– по навантажувальній здатності підшипники поділяють на 5 серій: надлегка, особливо легка, легка, середня, важка;

– за числом рядів тіл кочення – однорядні та багаторядні;

– за конструктивними та експлуатаційними ознаками – самоустановлювальні та несамоустановлювальні;

– за класами точності – нормального (0), підвищеного (6), високого (5), особливо високого (4), надвисокого (2) класу точності.

Змащення підшипників кочення необхідно для зменшення тертя між тілами кочення, кільцями та сепаратором, для поліпшення тепловідводу та запобігання корозії. Застосовують пластичні (ЛІТОЛ - 24, ЦИАТІМ - 201, 221) і рідкі (І - 40А, І - 70А) мастильні матеріали.

Опір обертанню підшипників складається з наступних складових:

– тертя між тілами кочення й кільцями, що у свою чергу складається з тертя катання кульок і додаткового тертя ковзання внаслідок різниць у шляхах кочення по зовнішнім і внутрішнім кільцях;

– тертя тіл кочення об сепаратор і сепаратора об кільця;

– опір мастильного матеріалу;

– втрати на тертя, пов’язані пов'язані з похибкою форми тіл кочення і кілець, перекосом роликів та ін.

У підшипниках кочення момент тертя визначають за формулою:

, (8.1)

де F_r – радіальне навантаження на підшипник, H;

f – наведений коефіцієнт тертя;

d – посадковий діаметр внутрішнього кільця підшипника, мм,

8.4. Опис і устрій установки

Установка для випробувань (рис. 8.2) являє собою раму 1, на якій закріплені електродвигун 6 і вал 3 на двох опорах кочення 4. Електродвигун через клинопасову передачу 2 надає руху валу 3, на хвостовику якого закріплена підшипникова голівка 5, що дозволяє здійснювати випробування підшипників з різними навантаженням і рівнями мастила.

В установці використаний асинхронний електродвигун АОЛЗ-1-4, потужністю Р=0,6 кВт при n=1410 об./хв і клинопасова передача, що забезпечує три частоти обертання вала 3: 1000, 2000 й 3000 об/хв.

Детальна конструкція підшипникової головки наведена на рис. 8.2. Внутрішні кільця чотирьох досліджуваних підшипників 1,2,3 й 4 насаджені на спільну втулку 5, закріпленої на консолі вала 6 за допомогою призматичної шпонки 7. Зовнішні кільця крайніх підшипників 1 й 4 посаджені в корпус 8, а середніх підшипників 2 і 3 в обойму 9, пов'язану з корпусом через навантажувальний пристрій.

Рис. 8.2. Схема установки для випробування підшипників кочення

Навантажувальний пристрій складається зі скоби 10, динамометра 11, гвинта 12, і кульок 13. Зусилля, створене обертанням гвинта 12 через динамометр 11, кульки 13 й осягну 9 передається на середні підшипники 2 і 3. Це ж зусилля через спільну втулку 5 передається й на крайні підшипники 1 й 4.

Рис. 8.3. Підшипникова голівка з випробуваними підшипниками

Зусилля пропорційно деформації динамометра, що фіксується індикатором годинникового типу 14. Залежність показань індикатора 14 від навантаження наведено на рис. 8.4.

Рис. 8.4. Тарувальний графік динамометра

Перед початком роботи обертанням противаги 15 стрільця маятника 16 встановлюється на нульову позначку шкали 17.

При обертанні вала 1 момент тертя, що виникає в чотирьох підшипниках, передається на корпус і відхиляє вантаж-маятник 18. Момент тертя в підшипниках пропорційний куту відхилення маятника та визначається за шкалою 17.

Мастило заливається через отвір у корпусі до певного рівня. Рівень мастила контролюється візуально через скляну кришку 19.