Плавающие детали

В узлах трения скольжения эти детали встречаются в виде плавающих пальцев, плавающих втулок и шайб. Пояс­ним примерами.

Сочленение поршневого пальца с шатуном производят: за­креплением пальца в бобышках поршня или в шатунной голов­ке; установкой пальца с возможным поворотом как в бобышках поршня, так и в шатунной головке. Палец такой конструкции называется плавающим. При работе механизма плавающий па­лец под действием сил трения со стороны шатуна поворачивает­ся. Угловое перемещение шатуна слагается из углового переме­щения относительно пальца и поворота пальца в бобышках, поэтому скорость пальца в каждом из этих перемещений при­мерно вдвое меньше, чем при закрепленном пальце. Во столько же раз уменьшается и тепловыделение в каждом из сопряжений пальца. Снижается скорость изнашивания пальца и вкладышей, а износ поверхности пальца распределяется равномерно. Одна­ко наиболее важным преимуществом плавающего пальца явля­ется высокая надежность узла: палец, заевший в шатуне, мо­жет вместе с ним качаться в бобышках поршня, а палец, заев­ший в бобышках, не препятствует качанию шатуна. Чтобы плавающий палец не вызывал местного износа или задира зер­кала цилиндра, свободу его осевого перемещения ограничивают заглушками или упорными пружинными кольцами, вставляемы­ми в проточки бобышек. Если поршень выполнен из чугуна, то, как правило, предусматривают бронзовые вкладыши, запрессо­вываемые в бобышки.

Известны конструкции быстроходных опор из набора пла­вающих чередующихся бронзовых и стальных втулок или только стальных втулок, покрытых с обеих сторон баббитом. При кон­струировании подобных опор руководствовались следующим. Количество выделяющейся в гидродинамическом подшипнике теплоты прямо пропорционально квадрату угловой скорости вала. При плавающих втулках снижается угловая скорость, и если даже принять, что суммарное тепловыделение будет при­мерно таким же, как и в обычном подшипнике, то и тогда в каждом масляном зазоре тепловыделение будет меньше, и ус­ловия работы будут способствовать большей надежности. При подводе масла с торца подшипника увеличивается скорость циркуляции масла, поскольку течение его в этом случае проис­ходит по нескольким параллельным путям. Это способствует лучшему отводу теплоты.

Имеются конструкции упорных подшипников с плавающими упорными шайбами. Такая конструкция из попеременно распо­ложенных стальных закаленных к бронзовых шайб с клиновид­ными скосами приведена на рис. 9.12.

Плавающие элементы в узлах машин предусматриваются также для компенсации тепловых деформаций. На рис. 9.13 показан опорный узел на нерегулируемых подшипниках каче­ния. Если подшипники закрепить жестко на валу и в корпусе, то удлинение вала при повышении температуры узла в процессе его работы вызовет уменьшение осевого зазора в подшипниках и последующее защемление тел качения между кольцами, что снизит долговечность подшипников. Такая угроза устраняется применением плавающих опор. В этом случае только один под­шипник жестко закрепляют на валу и в корпусе, фиксируя вал вдоль оси, другие же подшипники устанавливают в корпус, расточенный по калибру С, так, что при жестком закреплении на валу они могут свободно перемещаться (плавать) в осевом направлении. При двух опорах в качестве плавающей выбирают наименее нагруженную, чтобы легче реализовать принцип пла­вания. В многоопорном вале следует жестко закреплять в кор­пусе наиболее нагруженную опору.

Рис. 9.12. Пята для восприятия осе­вого давления крыльчатки

Рис. 8.13. Опорный узел с шарико­подшипниками:

1— закрепленная опора; 2 — плавающая опора