Лекция № 10. Подшипники скольжения (ПС)

Вопросы, изложенные в лекции:

1. Подшипники, классификация.

2. Подшипники скольжения (ПС).

Подшипники, классификация.

В лекции № 9 уже упоминались опоры валов и осей, фиксирующих их положение в пространстве, обеспечивающих возможность вращения этих валов и осей, а также передающих корпусным деталям механизмов нагрузки, возникающие во вращающихся звеньях, закреплённых на валах и осях. Настоящая и следующая лекции посвящены более подробному рассмотрению основных элементов таких опор, называемых подшипниками.

Подшипником принято называть часть опоры, непосредственно взаимодействующей с цапфой вала или оси.

Без подшипников невозможно существование ни стационарных, ни, тем более, подвижных машин (транспортных и боевого применения). Качество конструкции подшипников, условия их смазки, защищённость от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды в значительной мере определяют работоспособность, долговечность и энергетическую эффективность машин.

Классификация подшипников:

1. По направлению силовой нагрузки, воспринимаемой подшипником -

1.1. радиальные подшипники воспринимают нагрузку, направленную перпендикулярно (по радиусу) к оси вращения;

1.2. упорные подшипники воспринимают нагрузку, направленную вдоль оси вращения (упорные подшипники иногда называют подпятниками);

1.3. радиально-упорные подшипники воспринимают одновременно и радиальную, и осевую нагрузки, при этом величина радиальной нагрузки обычно существенно больше осевой;

1.4. упорно-радиальные подшипники так же, как и предыдущие, воспринимают и радиальную, и осевую нагрузки, но в этом случае величина радиальной нагрузки значительно меньше осевой.

2. В зависимости от вида трения -

2.1. подшипники качения;

2.2. подшипники скольжения

Конструктивные особенности подшипников качения будут рассмотрены в следующей лекции.

Подшипники скольжения (ПС).

Подшипники скольжения по конструктивным признакам делятся на неразъёмные (глухие) и разъёмные.

Неразъёмные подшипники скольжения (рис. 10.1) находят широкое применение там, где нагрузки и скорости скольжения невелики (v_ск £ 3 м/с) – в приборах и механизмах управления.

Рис. 10.1. Неразъёмные подшипники скольжения: а)встроенный в корпус; б) фланцевый

Рис. 10.2. Разъёмный подшипник скольжения:

Разъёмные подшипники (рис. 10.2) основное применение находят там, где невозможна или нежелательна осевая сборка (шатунные шейки коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания), а также в тяжёлом машиностроении для крепления тяжело нагруженных валов.

Рис. 10.3. Самоустанавливающийся подшипник

При большой длине цапф и в некоторых других случаях используют самоустанавливающиеся подшипники (рис. 10.3), которые способны менять в небольших пределах угловое положение продольной оси по отношению к поверхности основания, то есть отслеживать угловое положение поперечного сечения цапфы вала.

Подшипники скольжения обычно имеют прочный корпус, иногда совмещаемый с корпусом механизма (рис. 10.1, а) или другой детали, и вкладыш, выполненный в виде втулки (рис. 10.1, 10.3) или отдельных цилиндрических сегментов (рис. 10.2) и покрытый по поверхности, контактирующей с цапфой вала, антифрикционным материалом, обладающим малым коэффициентом трения в паре с материалом цапфы вала и достаточно высокой износоустойчивостью.

Достоинства подшипников скольжения:

1. малые габариты в радиальном направлении;

2. хорошая восприимчивость к динамическим (ударным и вибрационным) нагрузкам;

3. высокая точность сопряжения;

4. хорошая прирабатываемость;

5. высокая долговечность в условиях обильной жидкостной смазки;

6. возможность работы в водной, абразивной и коррозионно-активной среде (при соответствующем подборе материалов и изготовлении);

7. возможность сборки (в зависимости от конструкции) как в осевом, так и в радиальном направлении;

8. простота конструкции и низкая стоимость.

Недостатки подшипников скольжения:

1. большие габариты в осевом направлении;

2. значительный расход смазочного материала;

3. необходимость следить за постоянным поступлением смазочного материала к рабочим поверхностям;

4. высокий пусковой момент и большой износ в период пуска;

5. необходимость использования в подшипнике дорогостоящих анти­фрикционных материалов.

Коэффициент потерь энергии в подшипниках скольжения при благоприятных условиях работы (обильная смазка, защита от попадания абразивных частиц, хорошее удаление продуктов износа, достаточный теплоотвод) невелик и лежит в пределах (0,5…5)×10^-2.

В качестве материала, контактирующего с цапфой вала, в подшипниках скольжения применяются:

1. при спокойной нагрузке, удельном давлении до 20 МПа и малых скоростях скольжения до 5 м/с антифрикционные чугуны с повышенным содержанием свободного графита (табл. 10.1);

Таблица 10.1