Подшипники качения. Основные типы. Конструкции, материалы.

Подшипник - часть опоры вала или оси, непосредственно взаимодействующая с цапфой.

Подшипник качения – подшипник, работающий по принципу трения качения. ПК -готовое стандартное изделие (изготавливаемое на специализированном заводе), которое устанавливается в механизм или машину без дополнительной доработки. Конструктивно подшипник качения, как правило, включает 4 основных элемента: наружное кольцо 1, устанавливаемое обычно в корпусе; внутреннее кольцо 2, обычно насаживаемое на цапфу вала; тела качения 3 (шарики или ролики), обкатывающиеся при работе подшипника по беговым дорожкам наружного и внутреннего колец, и сепаратор 4, разделяющий тела качения друг от друга.

Достоинства: малые потери на трение; малые габариты в осевом направлении; низкая стоимость при высокой степени взаимозаменяемости; малый пусковой момент сопротивления,; малый расход смазочных материалов и, следовательно, малый объём работ по обслуживанию; пониженные требования к материалу и качеству обработки цапф. Недостатки: высокая чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам вследствие малых площадей контакта между телами качения и беговыми дорожками колец подшипника; большие габариты в радиальном направлении; малая надёжность в высокоскоростных приводах.

Классификация подшипников качения: 1) по форме тел качения – шариковые, роликовые с цилиндрическими, коническими или бочкообразными роликами, игольчатые; 2) по количеству рядов тел качения – однорядные, двух-, трёх- и более рядные; 3) по направлению воспринимаемой нагрузки – радиальные (нагрузка, перпендикулярная оси вращения), радиально - упорные (радиальная и осевая нагрузки, причём радиальная нагрузка больше осевой), упорно - радиальные (радиальная и осевая нагрузки, но радиальная нагрузка меньше осевой), упорные (только под осевую нагрузку), комбинированные (радиальная и осевая нагрузки воспринимаются разными телами качения); 4) по габаритным размерам – особо лёгкая, лёгкая, лёгкая широкая, средняя, средняя широкая, тяжелая серии.

Материалы. Кольца и тела качения (шарики, ролики) подшипников качения изготавливают из специальных высокохромистых легированных сталей. Сепараторы чаще всего выполняют штампованными из стальной (мягкая малоуглеродистая сталь) ленты. Сепараторы скоростных подшипников делают из антифрикционных материалов (латуни, бронзы, алюминиевых сплавов, текстолита и других пластмасс).

34.Муфты. Основные типы.

Муфта – устройство для соединения валов, тяг, труб, канатов, кабелей. Муфты приводов (муфты)-устройства, предназначенные для передачи вращательного движения между валами или между валом и свободно сидящей на нём деталью (шкивом, звёздочкой, зубчатым колесом и т.п.) без изменения параметров движения. Назначение муфт: компенсация неточности сопряжения соединяемых концов валов; смягчение крутильных ударов и гашение колебаний; предохранение механизмов от разрушения при действии нештатных нагрузок; периодическое сцепление и расцепление валов в процессе движения или во время остановки; передача однонаправленного движения или предотвращение передачи обратного движения от ведомого вала к ведущему; ограничение параметров передаваемого движения – скорости (частоты вращения ведомого вала) или крутящего момента.

Классификация муфт:1) по виду энергии, участвующей в передаче движения – механические, гидравлические, электромагнитные;2) по постоянству сцепления соединяемых валов – муфты постоянного соединения (неуправляемые), муфты сцепные, управляемые (соединение и разъединение валов по команде оператора), и автоматические (либо соединение, либо разъединение автоматическое по достижении управляющим параметром заданного значения);3) по способности демпфирования динамических нагрузок - жёсткие, не способные снижать динамические нагрузки и гасить крутильные колебания, и упругие, сглаживающие крутильные вибрации, толчки и удары благодаря наличию упругих элементов и элементов, поглощающих энергию колебаний;4) по степени связи валов - неподвижная (глухая), подвижная (компенсирующая), сцепная, свободного хода, предохранительная;5) по принципу действия - втулочная, продольно-разъёмная, поперечно-разъёмная, компенсирующая, шарнирная, упругая, фрикционная, кулачковая, зубчатая, с разрушаемым элементом (срезная), с зацеплением (кулачковые и шариковые).

Муфты неуправляемые.

Неуправляемые муфты по характеру соединения валов разделяются на глухие- для постоянного соединения строго соосных валов; компенсирующие- для соединения валов с незначительными взаимными смещениями и перекосами осей, вызванными погрешностями изготовления и монтажа; упругие- для предохранения от динамических нагрузок.

Глухие муфты. Наиболее просты конструкции втулочных и фланцевых глухих муфт. Втулочная представляет собой втулку, соединяющую ведущий и ведомый валы. Передача момента осуществляется с помощью цилиндрических или конических штифтов, шпонок или шлицев. Фланцевая состоит из двух полумуфт, плоскость стыка которых перпендикулярна оси вала. Такие муфты являются основными для жесткого соединения валов. Полумуфты соединяются болтами.

Компенсирующие муфты. При взаимном смещении и перекосе осей валов применяют компенсирующие муфты. Для компенсации незначительных осевых, радиальных и угловых смещений используют поводковую, зубчатую и кулачково-дисковую муфты.

Упругие муфты. В конструкцию таких муфт включены упругие элементы, предназначенные для защиты от крутильных колебаний и динамических нагрузок, для обеспечения угловых, осевых и радиальных смещений соединяемых валов и для предупреждения поломок. Основная характеристика упругой муфты - ее жесткость – зависимость угла поворота от величины крутящего момента. Различают муфты с постоянной и переменной (применяют в механизмах с опасными крутильными моментами) жесткостью. В качестве упругого элемента используют неметаллические вкладыши (резину) и металлические пружины, пластины и пакеты пластин.

Муфты управляемые.

Управляемые муфты разделяют на кулачковые и зубчатые для соединения и рассоединения валов при почти равных угловых скоростях; фрикционные- для плавного соединения ведущего и ведомого валов при любой разности их угловых скоростей.

По принципу работы УМ являются сцепными. Они служат для принудительного соединения и рассоединения валов механизма на ходу или во время остановки. По конструкции сцепные муфты делят на кулачковые или зубчатые, основанные на зацеплении, и фрикционные, основанные на трении. Простейшие сцепные муфты являются модификацией зубчатых и кулачковых муфт, в которых одна из полумуфт (обычно ведомая) может передвигаться вдоль вала. На торцах полумуфт имеются треугольные, прямоугольные или трапециедальные выступы – кулачки. В рабочем положении выступы одной муфты входят во впадины другой. Включают эти муфты в неподвижном состоянии или на ходу при скорости <1м/с.

Плавное сцепление и расцепление валов осуществляется фрикционными муфтами. По форме рабочих поверхностей различают дисковые и конусные фрикционные муфты. Дисковые муфты могут быть одно- и многодисковыми. В однодисковой муфте имеется две поверхности трения, когда диск сжимается между фланцами ведущей и ведомой полумуфт. Пример однодисковой муфты является механизм сцепления автомобиля.

 

Муфты самоуправляемые.

Самоуправляемые муфты служат для автоматического разъединения валов при определенной величине передаваемого момента (предохранительные), при достижении заданной частоты вращения (центробежные), при изменении направления вращения (обгонные или муфты свободного хода).

Предохранительные муфты. К предохранительным муфтам относят все фрикционные муфты, отрегулированные на определенную величину крутящего момента, при превышении которого происходит проскальзывание фрикционных элементов. При моментах 4-400 Н*м применяют пружинно-шариковые предохранительные муфты. Если возможны только случайные (эпизодические) перегрузки, применяют более простые предохранительные муфты со специальным разрушающимся элементом, в качестве которого используют радиальные или осевые штифты.

Предохранительная центробежная муфта. Разъединяет валы при достижении определенной частоты вращения. В этом случае она выполняется нормально замкнутой, т.е. соединяющей валы при отсутствии вращения. Для соединения валов при достижении заданной частоты применяют нормально разомкнутые центробежные муфты.

Обгонные муфты или муфты свободного хода. Их делят на храповые, работающие по принципу зацепления, и роликовые фрикционные, действующие вследствие заклинивания промежуточных тел (роликов, шариков) между полумуфтами