Валы и вращающиеся оси монтируют на опорах, которые определяют положение вала или оси, обеспечивают вращение, воспринимают нагрузки вала и передают их основанию машины. Основной частью опор являются подшипники.
По виду трения различают: подшипники скольжения, в которых цапфа вала скользит по опорной поверхности; подшипники качения, в которых между поверхностями вращающейся детали и опорной поверхностью расположены тела качения подшипника.
От качества подшипников в значительной степени зависит работоспособность, долговечность и КПД машины.
Существует много конструкций подшипников скольжения,которые подразделяются на два вида: неразъёмные и разъёмные.
Неразъёмный подшипник (рис.3.5) состоит из корпуса и втулки (вкладыша) из антифрикционного материала, на которую непосредственно опирается цапфа вала или оси. Втулка может быть неподвижно закреплена в корпусе подшипника или свободно заложена в него («плавающая втулка»), в конструкции подшипника предусматривается смазочное устройство. Неразъемные подшипники обычно используют в тихоходных механизмах.
Разъёмный подшипник (рис.3.6) состоит из основания и крышки корпуса, разъёмного вкладыша, смазочного устройства и болтового или шпилечного соединения основания с крышкой. Износ вкладышей в процессе работы компенсируется поджатием крышки к основанию. Разъёмные подшипники используют в общем и особенно — тяжёлом машиностроении.
Достоинства подшипников скольжения:
• высокая работоспособность при больших скоростях и ударных нагрузках;
• бесшумность и обеспечение виброустойчивости вала при работе подшипника в режиме жидкостного трения (масляный слой между поверхностями цапфы и вкладыша обладает способностью гасить колебания);
• небольшие габариты в радиальном направлении;
• достаточно высокая работоспособность в особых условиях (химически агрессивных средах, при бедной или загрязнённой смазке).
Недостатки подшипников скольжения:
• большие потери на трение (не относится к подшипникам, работающим в режиме жидкостного трения, КПД которых больше 0,99);
• значительные размеры в осевом направлении;
• необходимость применения дорогостоящих и дефицитных антифрикционных материалов для вкладышей;
• значительный расход смазочного материала и необходимость систематического наблюдения за процессом смазки;
• не обеспечивается взаимозаменяемость подшипников при ремонте, так как большинство типов подшипников не стандартизировано.
Подшипники каченияв большинстве случаев состоят из наружного 4 (рис. 3.7, а) и внутреннего 1 колец с дорожками качения, тел качения 3 (шариков или роликов), сепаратора 2, разделяющего и направляющего тела качения. В некоторых подшипниках одно или оба кольца могут отсутствовать. В них тела качения обкатываются непосредственно по канавкам (цапфам) вала или корпуса.
Достоинства подшипников качения:
• значительно меньшие потери на трение, а следовательно, более высокий КПД (до 0,995) и меньший нагрев;
• экономия дефицитных цветных материалов;
• меньший расход смазочного материала;
• высокая степень взаимозаменяемости (их массовое производство).
Недостатки подшипников качения:
• чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам;
• большие габариты в радиальном направлении;
• малая надёжность в высокоскоростных приводах.
Классификация подшипников качения (см. рис.3.7):
— по форме тел качения: шариковые (а, 6, ж, и), роликовые (с цилиндрическими (в), коническими (з), бочкообразными (г), игольчатыми (д) и витыми (е) роликами-;
— по числу рядов тел качения: однорядные (а, в, ж), двухрядные (6, г), многорядные;
— по направлению воспринимаемой нагрузки: радиальные (а. е), воспринимающие (в основном) радиальные нагрузки, т.е. нагрузки, направленные перпендикулярно к геометрической оси вала; упорные (и, к), воспринимающие от вала только осевые нагрузки; радиальпо-упорные (ж) и упорно-радиальные (з) могут воспринимать одновременно радиальные и осевые нагрузки, при этом упорно-радиальные подшипники предназначены для преобладающей осевой нагрузки.
-по габаритным размерам. В зависимости от соотношения размеров наружного и внутреннего диаметров подшипники делят на серии — сверхлегкие, особо легкие, легкие, средние, тяжелые; по ширине на серии — узкие, нормальные, широкие, особо широкие.
3.3. ТИПОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Видео:Опоры валов и осей: подшипники каченияСкачать
Общие сведения об опорах валов и осей
Опорами называют устройства, обеспечивающие вращение подвижных частей механизма и непосредственное восприятие давления со стороны вала или оси. В зависимости от вида трения опоры (подшипники) бывают с трением скольжения и трением качения.
Опоры с трением скольжения имеют следующие преимущества:
– они могут работать при высоких скоростях и нагрузках в агрессивных средах;
Читайте также: Крестовина рулевого вала fiat ducato 244
– они малочувствительны к ударным и вибрационным нагрузкам;
– их можно устанавливать в местах, недоступных для установки подшипников качения, например на шейках коленчатых валов.
К основным недостаткам опор с трением скольженияотносятся:
– более высокие потери на трение при обычных условиях;
– усложнённые системы смазки тяжело нагруженных, быстроходных подшипников;
– необходимость постоянного контроля смазки (исключение представляют приборные подшипники из фторопласта и капрона, а также металлокерамические подшипники);
– необходимость применения дефицитных материалов и высокой твёрдости поверхности цапф;
К достоинствам опор с трением качения относятся:
– малые потери на трение и моменты сопротивления при трогании с места;
– относительная простота сборки и ремонта механизмов;
– малые габариты в осевом направлении.
Недостатками этих опор являются:
– повышенная чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам,
– повышенные радиальные габариты.
Надёжность работы подшипников в значительной мере определяет работоспособность и долговечность машин.
Видео:Как выставить соосность вала, и устранить эффект мягкой лапы.Скачать
Опоры валов и осей
5.1. На что опираются валы и оси в работающей машине?
Валы и вращающиеся оси монтируют на опорах, которые обеспечивают вращение, воспринимают нагрузки и передают их основанию машины. Основной частью опор являются подшипники, которые могут воспринимать радиальные, радиально-осевые и осевые нагрузки.
По принципу работы различают:
5.2. Что такое подшипник скольжения?
Простейшим подшипником скольжения является отверстие, расточенное непосредственно в корпусе машины, в которое обычно вставляют втулку (вкладыш) из антифрикционного материала. Цапфа вала скользит по опорной поверхности.
5.3. Достоинства и недостатки подшипников скольжения.
● Малые габариты в радиальном направлении.
● Хорошая восприимчивость к ударным и вибрационным нагрузкам.
● Возможность применения при очень высоких частотах вращения вала.
● Возможность использования при работе в воде или агрессивной среде.
● Большие габариты в осевом направлении.
● Значительный расход смазочного материала и необходимость систематического наблюдения за процессом смазывания.
● Необходимость применения дорогостоящих и дефицитных антифрикционных материалов для вкладышей.
5.4. Основные требования к материалам, применяемым в подшипниках скольжения.
Материалы вкладышей в паре с цапфой должны обеспечивать:
● Малый коэффициент линейного расширения.
Ни один из известных материалов всем комплексом этих свойств не обладает. Поэтому применяют различные антифрикционные материалы, наилучшим образом отвечающие конкретным условиям работы.
5.5. Основные материалы, применяемые в подшипниках скольжения.
Материалы вкладышей можно разделить на три группы.
● Металлические. Баббиты (сплавы на основе олова или свинца) обладают высокими антифрикционными свойствами, хорошей прирабатываемостью, но дороги. Хорошими антифрикционными свойствами обладают бронзы, латуни, цинковые сплавы. При невысоких скоростях применяют антифрикционные чугуны.
● Металлокерамические. Пористые бронзографитовые или железографитовые материалы пропитывают горячим маслом и применяют при невозможности обеспечения жидкой смазки. Эти материалы способны достаточно долго работать без подвода смазочного материала.
● Неметаллические. Полимерные самосмазывающиеся материалы используют при значительных скоростях скольжения. Фторопласты имеют малый коэффициент трения, но высокий коэффициент линейного расширения. Подшипники с резиновыми вкладышами применяют с водной смазкой.
5.6. Критерии работоспособности подшипников скольжения.
Основным критерием является износостойкость трущейся пары.
Работа сил трения в подшипнике преобразуется в тепло, поэтому еще одним критерием является теплостойкость.
 |
5.7. Что такое подшипник качения?
Готовый узел, который состоит из наружного 1 и внутреннего 2 колец с дорожками качения, тел качения 3 (шариков или роликов) и сепаратора 4, разделяющего и направляющего тела качения.
5.8. Достоинства и недостатки подшипников качения.
● Высокая нагрузочная способность.
● Малые габаритные размеры в осевом направлении.
● Высокая степень взаимозаменяемости.
● Чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам.
● Большие габариты в радиальном направлении.
5.9. Как классифицируются подшипники качения?
● По форме тел качения – шариковые и роликовые, причем роликовые: цилиндрические, конические, бочкообразные.
● По направлению воспринимаемой нагрузки – радиальные (воспринимают радиальные нагрузки), радиально-упорные (воспринимают радиальные и осевые нагрузки) и упорные (воспринимают осевые нагрузки).
● По числу рядов тел качения – однорядные, двухрядные и многорядные.
5.10. Основные причины потери работоспособности подшипников качения.
● Усталостное выкрашивание после длительной работы.
● Износ – при недостаточной защите от абразивных частиц.
● Разрушение сепараторов, характерное для быстроходных подшипников, особенно работающих с осевыми нагрузками или с перекосом колец.
Читайте также: Вилка шарнира карданного вала
● Раскалывание колец и тел качения – при недопустимых ударных нагрузках и перекосах колец.
● Остаточные деформации на дорожках качения в виде лунок и вмятин – у тяжелонагруженных тихоходных подшипников.
5.11. Как проводится подбор подшипников качения?
При проектировании машин подшипники качения не конструируют, а подбирают из стандартных.
Различают подбор подшипников:
● По базовой статической грузоподъемности для предупреждения остаточной деформации – при частоте вращения не более 10 об/мин.
● По базовой динамической грузоподъемности для предупреждения усталостного разрушения (выкрашивания) – при частоте вращения более 10 об/мин.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Видео:Опоры валов и осей: подшипники скольженияСкачать
Опоры валов и осей
5.1. На что опираются валы и оси в работающей машине?
Валы и вращающиеся оси монтируют на опорах, которые обеспечивают вращение, воспринимают нагрузки и передают их основанию машины. Основной частью опор являются подшипники, которые могут воспринимать радиальные, радиально-осевые и осевые нагрузки.
По принципу работы различают:
5.2. Что такое подшипник скольжения?
Простейшим подшипником скольжения является отверстие, расточенное непосредственно в корпусе машины, в которое обычно вставляют втулку (вкладыш) из антифрикционного материала. Цапфа вала скользит по опорной поверхности.
5.3. Достоинства и недостатки подшипников скольжения.
● Малые габариты в радиальном направлении.
● Хорошая восприимчивость к ударным и вибрационным нагрузкам.
● Возможность применения при очень высоких частотах вращения вала.
● Возможность использования при работе в воде или агрессивной среде.
● Большие габариты в осевом направлении.
● Значительный расход смазочного материала и необходимость систематического наблюдения за процессом смазывания.
● Необходимость применения дорогостоящих и дефицитных антифрикционных материалов для вкладышей.
5.4. Основные требования к материалам, применяемым в подшипниках скольжения.
Материалы вкладышей в паре с цапфой должны обеспечивать:
● Малый коэффициент линейного расширения.
Ни один из известных материалов всем комплексом этих свойств не обладает. Поэтому применяют различные антифрикционные материалы, наилучшим образом отвечающие конкретным условиям работы.
5.5. Основные материалы, применяемые в подшипниках скольжения.
Материалы вкладышей можно разделить на три группы.
● Металлические. Баббиты (сплавы на основе олова или свинца) обладают высокими антифрикционными свойствами, хорошей прирабатываемостью, но дороги. Хорошими антифрикционными свойствами обладают бронзы, латуни, цинковые сплавы. При невысоких скоростях применяют антифрикционные чугуны.
● Металлокерамические. Пористые бронзографитовые или железографитовые материалы пропитывают горячим маслом и применяют при невозможности обеспечения жидкой смазки. Эти материалы способны достаточно долго работать без подвода смазочного материала.
● Неметаллические. Полимерные самосмазывающиеся материалы используют при значительных скоростях скольжения. Фторопласты имеют малый коэффициент трения, но высокий коэффициент линейного расширения. Подшипники с резиновыми вкладышами применяют с водной смазкой.
5.6. Критерии работоспособности подшипников скольжения.
Основным критерием является износостойкость трущейся пары.
Работа сил трения в подшипнике преобразуется в тепло, поэтому еще одним критерием является теплостойкость.
 |
5.7. Что такое подшипник качения?
Готовый узел, который состоит из наружного 1 и внутреннего 2 колец с дорожками качения, тел качения 3 (шариков или роликов) и сепаратора 4, разделяющего и направляющего тела качения.
5.8. Достоинства и недостатки подшипников качения.
● Высокая нагрузочная способность.
● Малые габаритные размеры в осевом направлении.
● Высокая степень взаимозаменяемости.
● Чувствительность к ударным и вибрационным нагрузкам.
● Большие габариты в радиальном направлении.
5.9. Как классифицируются подшипники качения?
● По форме тел качения – шариковые и роликовые, причем роликовые: цилиндрические, конические, бочкообразные.
● По направлению воспринимаемой нагрузки – радиальные (воспринимают радиальные нагрузки), радиально-упорные (воспринимают радиальные и осевые нагрузки) и упорные (воспринимают осевые нагрузки).
● По числу рядов тел качения – однорядные, двухрядные и многорядные.
5.10. Основные причины потери работоспособности подшипников качения.
● Усталостное выкрашивание после длительной работы.
● Износ – при недостаточной защите от абразивных частиц.
● Разрушение сепараторов, характерное для быстроходных подшипников, особенно работающих с осевыми нагрузками или с перекосом колец.
● Раскалывание колец и тел качения – при недопустимых ударных нагрузках и перекосах колец.
Читайте также: Подшипник скольжения опора вала
● Остаточные деформации на дорожках качения в виде лунок и вмятин – у тяжелонагруженных тихоходных подшипников.
5.11. Как проводится подбор подшипников качения?
При проектировании машин подшипники качения не конструируют, а подбирают из стандартных.
Различают подбор подшипников:
● По базовой статической грузоподъемности для предупреждения остаточной деформации – при частоте вращения не более 10 об/мин.
● По базовой динамической грузоподъемности для предупреждения усталостного разрушения (выкрашивания) – при частоте вращения более 10 об/мин.
Муфта – устройство, основное назначение которого соединение валов и передача вращающего момента с одного вала на
 |
другой без изменения его величины и направления.
Соединение валов является общим, но не единственным назначением муфт.
Некоторые типы муфт дополнительно:
● Компенсируют монтажные неточности.
● Разъединяют и соединяют валы без остановки двигателя.
● Предохраняют машину от поломок в аварийных режимах.
● Поглощают толчки и вибрации.
6.2. Как классифицируют муфты?
● Постоянные (нерасцепляемые) муфты, обеспечивающие постоянное соединение валов.
● Муфты сцепления, обеспечивающие соединение (сцепление) или разъединение валов во время работы машины.
Управляемые муфты сцепления соединяют (разъединяют) валы по команде.
Самоуправляемые муфты сцепления срабатывают автоматически, соединяя и разъединяя валы в зависимости от специфики работы машины и принципа действия муфты.
6.3. Виды несоосности валов.
Вследствие погрешностей изготовления и монтажа имеется некоторая неточность взаимного расположения геометрических осей соединяемых валов. Различают три вида отклонений от номинального (соосного) расположения валов:
● Радиальное смещение, или эксцентриситет, D.
● Осевое (продольное) смещение l , которое может возникнуть также из-за деформации валов при изменении температуры.
● Угловое смещение, или перекос, g .
6.4. Что такое глухая муфта?
Глухая муфта образует жесткое соединение валов. Она не компенсирует ошибки изготовления и монтажа и требует точной центровки валов.
● Муфта втулочная – простейший представитель глухих муфт. Скрепление втулки с валами выполняют с помощью штифтов или шпонок.
● Муфта фланцевая – две полумуфты, соединенные болтами.
6.5. Что такое компенсирующая муфта?
Компенсирующая муфта компенсирует ошибки изготовления и монтажа, а именно несоосность валов. Компенсация обеспечивается конструктивными особенностями: вращающий момент
передается с одной полумуфты на другую через промежуточный диск или упругие элементы из резины.
Управляемые муфты позволяют соединять или разъединять валы с помощью механизма управления:
● Муфта, работа которой основана на зацеплении (кулачковая или зубчатая). Состоит из двух полумуфт, на торцах которых имеются выступы (кулачки). В рабочем положении выступы одной полумуфты входят во впадины другой. Для включения и выключения одну из полумуфт устанавливают на валу подвижно в осевом направлении.
● Муфта, работа которой основана на трении (фрикционная). Состоит из двух полумуфт, одна из которых перемещается вдоль вала и прижимается ко второй полумуфте с определенной силой.
6.7. Муфты самоуправляемые (самодействующие).
● Муфта предохранительная с разрушающимся элементом. Состоит из двух полумуфт, соединенных цилиндрическим предохранительным элементом (штифтом). При перегрузке предохранительный элемент срезается и полумуфты размыкаются.
● Муфта предохранительная фрикционная. При перегрузке полумуфты размыкаются. Автоматически восстанавливается работоспособность машины после прекращения действия перегрузки.
● Муфта обгонная (свободного хода). Служит для передачи вращающего момента только в одном направлении.
● Муфта центробежная (пусковая). Автоматически соединяет валы только тогда, когда угловая скорость превысит некоторое заданное значение.
Список литературы
1. Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин: Учебник. – М., Высшая школа, 2008. – 408 с.
2. Куклин Н.Г., Куклина Г.С., Житков В.К. Детали машин: Учебник. – М., Высшая школа, 2008. – 406 с.
3. Мархель И.И. Детали машин: Учебник. – М., Форум, Инфра-М, 2011. – 336 с.
4. Рощин Г.И., Самойлов Е.А. Детали машин и основы конструирования: Учебник. – М., Дрофа, 2006. – 415 с.
5. Сухих Р.Д. Детали машин и основы конструирования: Краткий толковый словарь. – СПб, Петербургский государственный университет путей сообщения, 2010. – 43 с.
1. Общие сведения о машинах и механизмах…………….…..1
2. Соединения деталей машин…………………………. …….5
2.1. Неразъемные соединения ………………………. 6
2.2. Разъемные соединения……………………………. 9
3. Механические передачи…………………………………. 12
3.1. Общие сведения о механических передачах……….12
💡 Видео
Подшипники скольжения и каченияСкачать
3. Узлы зубчатых редукторов, опоры валов, расчетные схемы валов, корпуса, конструкции редукторовСкачать
Лекция 10. Опоры с подшипниками каченияСкачать
Лекция «Валы и оси. Их опоры»Скачать
Детали машин. Лекция 4.1. Валы и оси.Скачать
Прочность и жесткость валов. Часть 6: Эпюры моментов выходного вала (цилиндрическая передача).Скачать
9.3. Конструктивные элементы валов и осейСкачать
Понимание неплотно прилегающей опоры: PRUFTECHNIK объясняетСкачать
Установка опоры рулевого вала (ОРВ2.5) с демпфером на УАЗ Патриот с 2017 модельного года выпуска.Скачать
Подшипники скольжения и каченияСкачать
Виды Опор и опорные реакции. Заделка и шарнирные подвижные и неподвижные опоры и жесткое защемление.Скачать
Обзор и сравнение направляющих SR, SBR, HGR. Преимущества и недостаткиСкачать
УАЗ Патриот 2015 Опора рулевого вала. подшипник.Скачать
Ремонт подвесного (поросенка, промежуточной опоры ) трактора мтз 82, 52. Устройство, принцип работы.Скачать
Выбор посадки подшипников качения Качество поверхностей для запрессовки. Правило выбора допусковСкачать
Лазерная центровка валов. Понятие мягкой опоры - PRUFTECHNIK объясняетСкачать
КАРДАННЫЙ ВАЛ.ЧТОБ НЕ БЫЛО ВИБРАЦИИ!!!Скачать
