КПД подшипников.
Для полужидкостной смазки КПД одной пары подшипников принимают для вкладышей:
η = 0,95 ÷ 0,96 – чугун;
η = 0,97 ÷ 0,98 – бронза;
η = 0,98 ÷ 0,99 – баббит.
При работе: гидродинамический режим → η = 0,995 ÷ 0,999.
Подшипники качения.
Заменяют трение скольжения трением качения.
Значение коэффициента трения скольжения близко к коэффициенту трения качения при работе в режиме гидродинамической смазки φ = 0,0015…0,0060.
Конструкция подшипника качения включает: кольца, тела качения, сепаратор (может отсутствовать).
Использование подшипника качения позволяет:
1) упростить систему смазки;
2) упростить обслуживание подшипника;
3) обеспечить хорошую работу при переходных и пусковых режимах.
Недостатки подшипников качения:
1) отсутствие разъёмных конструкций;
2) большие радиальные габариты;
3) ограниченная быстроходность;
4) низкая работоспособность при вибрациях и ударах.
Классификация подшипников.
-1- По форме тел качения:
1) шариковые;
2) роликовые (игольчатые).
|
|
-2- По направлению воспринимаемой нагрузки:
1) радиальные;
2) упорные;
3) радиально-упорные.
-3- По нагрузочной способности (7 серий):
1) сверхлёгкая;
2) особолёгкая;
3) лёгкая;
…………………
7) тяжёлая.
-4- По классам точной:
0 – нормальная;
6 – повышенная;
5 – высокая;
4 – особовысокая;
2 – сверхвысокая.
Материал.
Кольца → высокоуглеродистые хромистые подшипниковые стали (ШХ15; Ш20СГ);
→ цементуемые (18ХГТ).
Термообработка до твёрдости HRc = 61…66.
Тела качения → то же, что для колец, но HRc = 63…67.
Сепаратор → малоуглеродистые стали, латунь, неметаллические материалы.
Смазка.
Необходимое количество смазки невелико. Избыток смазки вредит. Лучше жидкая, но используют консистентную.
F0 = 4,37 · Fr / z.
С учётом неточности изготовления тел качения:
F0 = 5 · Fr / z.
Выбор подшипников.
По динамической грузоподъёмности → обусловлен предупреждением усталостного разрушения.
Характеристика подшипников.
Паспортная динамическая грузоподъёмность С[Н] – постоянная нагрузка, которую может выдержать подшипник в течение одного миллиона оборотов без появления признаков усталости не менее, чем у 90% испытываемых подшипников.
Динамическая грузоподъёмность и ресурс связаны эмпирической зависимостью:
где
L – ресурс [млн. об.];
Р – эквивалентная нагрузка;
n = 0,3 – для шариков;
n = 0,33 – для роликов;
а1 – коэффициент надёжности;
а2 – коэффициент, учитывающий качество металла и характер приложенной нагрузки.
Если надо увеличить коэффициент надёжности с 0,9 до 0,95, то:
0,9 → а1 = 1;
0,95 → а1 = 0,62;
0,99 → а1 = 0,21.
При малых ресурсах ограничивают Р ≤ 0,5 · С, иначе возможно неусталостное разрушение.
|
|
Эквивалентная динамическая нагрузка – условно постоянная радиальная нагрузка, которая при приложении её к подшипнику с вращающимся внутренним кольцом обеспечивает такую долговечность, которую подшипник имеет при действительных условиях нагружения.
Pr = (X · V · Fr + Y · Fa) · Kσ · KT;
Pa = (X · Fr + Y · Fa) · Kσ · KT; где
Pr; Pa – радиальная и осевая нагрузки;
X; Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок (принимаются по каталогу для каждого подшипника);
V – коэффициент, учитывающий какое кольцо вращается
(внутреннее → V = 1; наружное → V = 1,2);
Kσ – коэффициент безопасности, учитывающий характер прилагаемой нагрузки;
KT – коэффициент, учитывающий температуру.
При переменной нагрузке величина эквивалентной динамической нагрузки определяется по формуле:
Предельная быстроходность подшипника.
В каталоге указывается предельная частота вращения.
[Dm · n] = const, где
Dm – диаметр тел вращения;
n – частота вращения.