Уплотнительные устройства

Подшипники качения

 

Подшипники качения являются наиболее распространенным видом опор вращающихся деталей механизмов и машин. В отличие от подшипников скольжения в них реализовано трение качения.

Подшипник качения состоит из следующих деталей: наружного 1 и внутреннего 2 колец, тел качения 3 и сепаратора 4, разделяющего тела качения (рис.11.4).

Тела качения перемещаются по тщательно обработанным беговым дорожкам, выполненным на кольцах.

 
 


Рис. 11.4. Устройство шарикового подшипника качения

 

Подшипники качения имеют ряд преимуществ перед подшипниками скольжения: меньшее сопротивление при умеренных частотах вращения, низкую стоимость, взаимозаменяемость, простое техническое обслуживание.

К недостаткам подшипников качения относят большие радиальные габариты, меньшую радиальную жесткость, низкую долговечность при высоких частотах вращения.

Подшипники классифицируют по следующим признакам: по форме тел качения, по направлению воспринимаемых нагрузок, по способности самоустанавливаться, по числу рядов тел качения.

По форме тел качения подшипники разделяют на шариковые (рис. 8.5, а, б, в, з) и роликовые (рис. 8.5, г, д, е, ж). В свою очередь роликовые подшипники разделяются на подшипники с цилиндрическими роликами (рис. 8.5, г), с коническими (рис. 8.5, д), бочкообразными (рис. 8.5, е), игольчатыми (рис. 8.5, ж) роликами.

Рис. 8.5. Типы подшипников качения

 

По способу самоустанавливаться подшипники подразделяют на самоустанавливаемые (рис. 8.5, б, е), допускающие поворот внутреннего кольца относительно наружного, и не самоустанавливаемые (рис. 8.5, а, в, г, д, ж, з).

По числу рядов подшипники выполняют однорядные (рис. 8.5, а, в, г, д, ж, з), двухрядные (рис. 8.5, б, е) и четырехрядные.

Подшипники одного и того же диаметра отверстия по габаритным размерам подразделяют на серии: сверхлегкую 1, особо легкую 2, легкую 3, легкую широкую 4, среднюю 5, среднюю широкую 6 и тяжелую 7 (рис.8.6).

Промышленность изготавливает подшипники пяти классов точности: 0, 6, 5, 4 и 2 в порядке увеличения точности. В общем машиностроении применяют подшипники класса точности 0 и 6.

Обозначения. В условных обозначениях приводят внутренний диаметр подшипника, его серию, тип, конструктивные особенности и класс точности. Первые две цифры справа указывают внутренний посадочный диаметр d подшипника (рис.8.5, а). Для подшипника с d = 20…495 мм диаметр определяют умножением двух крайних справа цифр на 5. Третья цифра справа указывает серию (рис. 8.6). Четвертая цифра характеризует тип подшипника: 0 – радиальный шариковый, 1

– радиальный шариковый сферический, …, 6 –шариковый радиально-упорный, 7 – роликовый конический и т. д. Пятая или пятая и шестая цифры в обозначении подшипника обозначают его конструктивные особенности. Класс точности подшипника ставят через тире перед обозначением, нуль не пишут.

5 6

1 2 3 3

 
 

 

 


Рис.8.6. Серии подшипников качения

 

Основные виды повреждений и расчет подшипников качения. Наиболее часто подшипники выходят из строя из-за усталостного выкрашивания беговых дорожек и тел качения под действием переменных контактных напряжений.

Абразивный износ распространен в подшипниках, не имеющих надежной защиты от окружающей среды.

Под действием больших перегрузок на телах качения и беговых дорожках могут образовываться лунки и вмятины.

Разрушение деталей подшипника качения связаны с отступлением от требований технических условий на эксплуатацию.

Подшипники рассчитывают по критериям динамической и статической грузоподъемности.

Экспериментальными исследованиями установлена следующая зависимость между суммарным числом миллионов оборотов L до появления признаков усталости и эквивалентной нагрузкой P

, (11.4)

где C - динамическая грузоподъемность - постоянная нагрузка, которая подшипник может выдержать в течение одного миллиона оборотов при вероятности безотказной работы 90 %;

q - показатель степени, q = 3 для шариковых подшипников, q = 10 / 3 - для роликовых подшипников.

Подшипник качения часто подвергаются одновременному воздействию радиальных и осевых сил, постоянных или переменных нагрузок, температурному воздействию. Все эти факторы влияют на работоспособность подшипника и должны учитываться при определении приведенной нагрузки.

Эквивалентную нагрузку рассчитывают по зависимости

, (11.5)

где X, Y - коэффициенты приведения радиальной и осевой нагрузок;

V - коэффициент вращения кольца подшипника, при вращении внутреннего кольца V = 1, при вращении наружного кольца V = 1,2;

R, A - радиальная и осевая нагрузки на подшипник;

Кs, КТ - коэффициент безопасности и температурный коэффициент.

Расчет ресурса в часах подшипника качения вычисляют по зависимости

, (11.6)

где n - частота вращения кольца подшипника.

Конструкции подшипниковых узлов.Узел подшипника обычно состоит из корпуса, подшипника, деталей для фиксирования, а также устройства для смазывания. Он должен обеспечить восприятие радиальных и осевых сил, а также исключить осевое смещение вала, нарушающее нормальную работу сопряженных деталей (зубчатых и червячных колес, червяков, уплотнений и др.). Это достигается за счет крепления подшипников на валах и фиксация их в корпусе.

Посадки внутренних колец на вал осуществляется в системе отверстия, когда у внутреннего кольца поле допуска постоянное, а посадку получают за счет изменения поля допуска вала (L0/к6, L6/m6, L0/n6).

Посадка наружного кольца в корпусе осуществляется в системе вала, когда поле допуска у кольца постоянное, а посадка получается за счет поля допуска отверстия под подшипник (Н7/l0, K7/l6, H6/l0).

Конструкции подшипниковых узлов должны исключать заклинивания тел качения при действии осевой нагрузки, теплового расширения валов, погрешностей изготовления. В связи с этим возник-

ла необходимость фиксации валов в опорах. Наибольшее распространение получили два способа фиксации валов.

Первый способ состоит в том, что осевую фиксацию вала выполняют в одной опоре, а другую опору делают плавающей.

Другой способ основан на осевой фиксации вала в двух опорах (в распор или врастяжку) с гарантированным тепловым зазором 0,2...0,3 мм. При этом каждая опора воспринимает осевую нагрузку только в одном направлении. Тепловой зазор регулируется прокладками между корпусом и кольцом подшипника, кольцами или другими устройствами.

 

Уплотнительные устройства

В целях защиты от попадания абразивных частиц из окружающей среды и для предотвращения вытекания смазочного материала, подшипниковые узлы снабжают уплотняющими устройствами. По принципу действия уплотняющие устройства (рис. 11.7) разделяют на:

- контактные манжетные и сальниковые, применяемые при средних (v < 10 м/с) и низких (v < 5 м/с) скоростях и обеспечивающие защиту за счет плотного контакта деталей в уплотнениях;

- бесконтактные щелевые и лабиринтовые уплотнения, применяемые без ограничения скоростей и осуществляющие защиту благодаря сопротивлению протеканию жидкого смазочного материала или газа через узкие щели;

- бесконтактные центробежные, основанные на отбрасывании центробежными силами смазочного материала;

- комбинированные, сочетающие уплотнения, основанные на двух указанных принципов.

Манжетные уплотнения (рис. 11.7, а) выполняют в виде кольцевых манжет, обычно из армированной резины, устанавливаемых в корпусе с натягом и прижимающихся к валу под действием сил упругости самой манжеты и специальной пружины.

Сальниковое уплотнение (11.7, б) представляет собой кольцо прямоугольного сечения из технического войлока-фетра, вставляемое в кольцевой, обычно трапециевидный, паз и поджимаемое к валу силами упругости или пружиной.

 

 
к
и
з
ж
е
г
д
в
а
б

Рис. 8.7. Уплотнительные устройства

Лабиринтное уплотнение (рис. 8.7, в) является наиболее совершенное для работы на высоких скоростях. Малые зазоры выбирают порядка 0,2…0,5 мм и заполняют пластичным смазочным материалом.

Щелевые уплотнения выполняют преимущественно в виде кольцевых щелей без проточек (рис.8.7, ж) или с проточками (рис. 8.7, з). Защитное действие щелевых уплотнений незначительное. Применяются в качестве внутренних уплотнений.

Центробежные уплотнения (рис. 8.7, и, к) просты, но не обеспечивают эффективной защиты, поэтому их применяют в качестве внутренних уплотнений.

Хорошую защиту осуществляют комбинированные уплотнения, в частности лабиринтное и щелевое (рис.8.7, г), сальниковое и щелевое (рис.8.7, д), лабиринтное и сальниковое (рис.8.7, е).

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Сверхпроводимость и ее квантовая теория | Преобразователи кодов

Дата добавления: 2020-02-05; просмотров: 433;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.013 сек.