🗊Презентация Детали машин. Оси и валы

По конструкции оси можно разделить на две основные группы: - оси, вращающиеся в опорах вместе с насаженными на них деталями (рис. а); - неподвижные оси, являющиеся опорой вращающихся на них деталей (рис. б).

Подшипники

Общие сведения, назначение и классификация Подшипники служат опорой для валов и вращающихся осей. Подшипники по виду трения различают: -подшипники скольжения, у которых опорный участок вала (цапфа - шип, шейка, пята) скользит по поверхности подшипника.

Подшипники скольжения Подшипники скольжения имеют ограниченное применение по сравнению с подшипниками качения и применяются в следующих случаях: для очень быстроходных валов (долговечность подшипников качения очень мала); для точной установки валов и осей; для валов очень большого диаметра (нет подшипников качения); для обеспечения условий сборки, когда подшипники должны быть разъемными, например, для коленчатого вала; при работе подшипников в воде, агрессивной среде и т.п. (подшипники качения неработоспособны ); для тихоходных валов неответственных механизмов, когда подшипники скольжения оказываются проще по конструкции и дешевле подшипников качения. Недостатки: требуют постоянного надзора за состоянием смазки и нагревом; значительные потери в период пуска и плохой смазки; большой расход смазочного материала;

вкладыши Основным элементом подшипника является вкладыш . Их устанавливают в специальном корпусе подшипника или непосредственно в корпус машины (станине, раме и т.д.). Конструкции подшипников скольжения разнообразны и зависят от конструкции машины, в которой устанавливают подшипник. Чаще всего подшипники не имеют специального корпуса и их размещают непосредственно в станине или раме машины. Корпус и вкладыш могут быть неразъемными или разъемными. Разъем вкладыша выполнен перпендикулярно к нагрузке или близко к этому положению. При этом не нарушается непрерывность несущего масляного слоя. Неразъемные подшипники проще по конструкции и дешевле разъемных, но они неудобны при монтаже осей и валов. Поэтому эти подшипники обычно применяют для кольцевых цапф соей и валов небольших размеров. Разъемные подшипники очень удобны при монтаже осей и валов и допускают регулировку зазоров в подшипнике путем сближения крышки и основания. Поэтому преимущественное применение имеют разъемные подшипники скольжения.   .

Материалы вкладыша  Изнашиванию должен подвергаться вкладыш, а не цапфа вала, так как замена вала значительно дороже вкладыша. Требования к вкладышам: 1) Достаточная износостойкость и высокая сопротивляемость заеданию. 2) Низкий коэффициент трения и высокая теплопроводность. 3) Высокая сопротивляемость хрупкому разрушению при действии ударных нагрузок и длительное сопротивление усталости. Бронзы – оловянные, свинцовые, кремниевые, алюминиевые. Обладают высокими механическими характеристиками, но плохо прирабатываются и окисляют масло. Чугун – хорошие антифрикционные свойства, но прирабатывается хуже, чем бронза (тихоходные и слабонагруженные подшипники). Наиболее применяемые – A4C – 1. Баббит – на оловянной, свинцовой и др. основах – лучший материал для подшипников скольжения. Хорошо прирабатываются, мало изнашивает вал, стоек против заедания, не окисляет масло. Отрицательное свойство – хрупкость и высокая стоимость. Пластмассы – на древесной (дсп) или хлопчатобумажной основе – текстоне. Дерево, резина и другие материалы могут работать при водяной смазке (гидротурбины). Капроны – тонкий слой наносят на рабочую поверхность металлического вкладыша. Металлокерамический вкладыш – прессованием при высоких температурах порошков бронзы или железа с добавлением графита, меди, олова или свинца. Неметаллические материалы устойчивы против заедания, хорошо прирабатываются, могут работать при смазывании водой, что имеет существенное значение подшипников насосов, пищевых машинах и т.д.

Виды повреждений Работа сил трения в опоре расходуется на нагрев и износ ее деталей. Подшипники, работающие в режиме гидродинамического трения, изнашиваются только в периоды пуска и остановки машины, когда в клиновые зазоры вследствие малой относительной скорости не создается необходимое давление для образования толстого слоя смазки, разделяющего твердые поверхности. При превышении установленных скоростей, недостатке смазки или больших давлениях возрастает температура подшипника и наступает заедание – наиболее опасный вид разрушения. При действии переменных нагрузок (например, в поршневых двигателях) поверхность вкладыша может выкрашиваться вследствие усталости. Обеспечение режима жидкостного трения является основным критерием расчёта большинства подшипников скольжения. При этом одновременно обеспечивается работоспособность по критериям износа и заедания.

Подшипники качения Подшипники являются опорами валов, осей и других вращающихся деталей машин. Подшипник представляет собой сборочную единицу, состоящую из тел качения (шариков или роликов), отделенных равномерно друг от друга сепаратором и располагающихся между кольцами. Достоинства и недостатки

Классификация По направлению действия воспринимаемой нагрузки подшипники качения делятся на: радиальные; упорные; радиально-упорные и упорно-радиальные. По форме тел качения на: шариковые; роликовые: цилиндрические короткие, конические, бочкообразные, игольчатые и витые. По числу рядов тел качения на: одно-; двух-; четырех- и многорядные. По способности самоустанавливаться на: самоустанавливающиеся (сферические); несамоустанавливающиеся.

Основные типы подшипников качения Шариковый радиальный однорядный подшипник самый распространенный в машиностроении. Предназначен для восприятия в основном радиальной нагрузки. Желобчатые дорожки качения позволяют воспринимать осевые нагрузки, действующие в обоих направлениях вдоль оси вала. Обеспечивает осевое фиксирование вала в двух направлениях. Он дешев, допускает достаточно большой перекос внутреннего кольца относительно наружного (до 0°10'). При одинаковых габаритных размерах работает с меньшими потерями на трение и при большей частоте вращения вала, чем подшипники всех других конструкций. Шариковый и роликовый радиальный сферический двухрядный подшипники предназначены для радиальной нагрузки. Одновременно с радиальной может воспринимать небольшую осевую нагрузку обоих направлений. Дорожка качения на наружном кольце обработана по сфере. Поэтому подшипник способен работать при значительном (до 2...3°) перекосе внутреннего кольца относительно наружного. Способность самоустанавливаться и определяет область его применения.

Достоинства: малые потери на трение; высокий КПД (до 0,995); незначительный нагрев; высокие надежность и нагрузочня способность; малые габаритные размеры в осевом направлении; невысокая стоимость вследствие массового производства; высокая степень взаимозаменяемости; простота в эксплуатации и малый расход смазки.

ОСОБЕННОСТИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА Радиальная нагрузка А", действующая на подшипник, нагружает тела качения Одна половина подшипника не нагружена, а в другой нагрузка распределяется между телами качения в зависимости от угла, радиального зазора в подшипнике и точности геометрической формы его деталей. При работе подшипника в каждой точке контакта тел качения с внутренним и наружным кольцами возникают контактные напряжения, которые измеряются по нулевому циклу. Напряжения на внутреннем кольце больше, чем на наружном, так как на внутреннем кольце шарик соприкасается с выпуклой поверхностью (меньше площадка контакта), а на наружном - с вогнутой (больше площадка контакта). Таким образом, для повышения долговечности подшипников целесообразно иметь вращающееся внутреннее кольцо и неподвижное наружное кольцо. Циклическое перекатывание тел качения приврдит к появлению усталостной микротрещины. Постоянно прокатывающиеся тела качения вдавливают в нее смазку. Пульсирующее давление смазки расширяет и расшатывает микротрещину, приводя к усталостному выкрашиванию и к поломке кольца. Усталостное выкрашивание – основной вид выхода из строя подшипников качения. В подшипниках также возможны статические и динамические перегрузки, разрушающие как кольца, так и тела качения. Работоспособность подшипника сохраняется при соблюдении двух критериев: долговечность; грузоподъёмность.

Крепление подшипников на валу и в корпусе Для восприятия осевых нагрузок кольца подшипника закрепляют на валу и в корпусе. Для закрепления внутренних колец на валу применяются различные средства: уступы вала (а); пружинные стопорные кольца (б,е); торцовые шайбы (в); упорные гайки (г,ж); Для фиксации наружных колец применяют: уступы в корпусе и стакане (а); крышки (б); крышки и уступы (в,г); упорные борта (д); врезные крышки при разъёмных корпусах (е); пружинные кольца (ж,з).

Уплотняющие устройства Это специальные детали, выполненные из мягких упругих материалов (мягкие металлы, резина, пластмасса, войлок и т.п.), которые предотвращают вытекание смазки из подшипниковых узлов и попадание в них загрязнения. По принципу действия уплотнения разделяются на: контактные манжетные, войлочные, с металлическими кольцами (а,б), применяются на низких и средних скоростях, дают плотный контакт подвижных и неподвижных деталей; щелевые и лабиринтные, препятствуют протеканию жидкостей и даже газа через каскад щелей и камер (в,г,д,е), так, типовая букса грузового вагона имеет четырёхкамерное лабиринтное уплотнение; центробежные (ж,з); комбинированные. Известны конструкции подшипников со встроенными уплотнениями.

МУФТЫ