Примеры обозначения точности зубчатых передач Проверочный расчет на выносливость при изгибе Расчет червяка на прочность и жесткость Цепная передача Проектный расчет валов Подшипники качения Муфты продольно-разъемные


Выполнение машиностроительных расчетов. Курс детали машин

Материалы вкладышей

Материал вкладышей должен обладать следующими свойствами:

– иметь малый коэффициент трения и высокую сопротивляемость заеданию в периоды отсутствия жидкостного трения (пуск, торможение и т.д.);

– иметь достаточную износостойкость наряду со способностью к приработке, при этом износостойкость вкладыша должна быть меньше износостойкости цапфы вала;

– иметь достаточно высокие механические характеристики, особенно высокую сопротивляемость хрупкому разрушению при ударных нагрузках.

Бронзы имеют достаточно высокие механические характеристики, но сравнительно плохо прирабатываются и способствуют окислению масла. Бронзы широко применяют в крупносерийном и массовом производстве.

Чугуны обладают хорошими антифрикционными свойствами благодаря включениям свободного графита, но прирабатываются хуже по сравнению с бронзами.

Баббиты на оловяной, свинцовой или других основах являются одними из лучших материалов для вкладышей подшипников скольжения. Они хорошо прирабатываются, не окисляют масло, незначительно изнашивают цапфу вала, обладают стойкостью против заедания, но имеют сравнительно низкую температуру плавления (применяют при t < 110 °С), повышенную хрупкость, высокую стоимость. Баббитами заливают только рабочую поверхность вкладышей. Сам вкладыш изготавливают из бронзы, стали, алюминия и других металлов.

Для повышения прочности при переменных и ударных нагрузках применяют биметаллические вкладыши, на стальную основу которых наплавляют тонкий слой антифрикционного материала – бронзы, серебра и т.д. Данные вкладыши имеют высокую нагрузочную способность.

Пластмассы на древесной или хлопчатобумажной основе , а также древесина, резина и другие материалы могут работать на водяной смазке, поэтому их применяют в гидротурбинах и насосах в химическом машиностроении и т.п. Благодаря упругости пластмасс подшипники хорошо работают при ударных нагрузках, могут компенсировать перекос цапф. Нанесение тонкого слоя капроновых пластмасс на рабочую поверхность металлических вкладышей позволяет снизить чувствительность к нарушению смазки и выдерживать значительные нагрузки.

Металлокерамические вкладыши благодаря высокой пористости (до 20…30 % от объема вкладыша) позволяют уменьшить расход смазки до 10 раз. Для этого подшипник пропитывают в масле, после этого он может длительное время работать без подвода смазки.

Расчет подшипников, работающих в режиме граничного или полужидкостного трения

Расчет радиальных подшипников условно ведется по среднему давлению , Па:

,

где   – радиальная нагрузка, действующая на подшипник, Н; ,  – соответственно, длина и диаметр подшипника, м;  – площадь опорной расчетной поверхности, м2;  – допускаемое давление, Па.

Затем определяют произведение давления в подшипнике и скорости скольжения:

,

где   – скорость скольжения на поверхности цапфы, м/с;  – характеристика, определяющая напряженность подшипника, Па·м/с.

Значения  и  выбираются в зависимости от режима работы (скорости ) и материала подшипника.

Расчет кольцевого упорного подшипника (рисунок 14.4, а) условно ведется по среднему давлению , Па, по формуле:

,

где   – осевая нагрузка, Н;  – наружный диаметр, м;  – внутренний диаметр, м;  – коэффициент, учитывающий уменьшение опорной поверхности смазочными канавками, .

Затем определяют произведение давления в подшипнике и средней скорости скольжения и сравнивают с допускаемым значением:

.

Средняя скорость скольжения, м/с, определяется по формуле

.

Расчет упорного подшипника со сплошной пятой (рисунок 14.4, б) условно ведется по среднему давлению , Па, по формуле:

.

Затем определяют произведение давления в подшипнике и средней скорости скольжения и сравнивают с допускаемым значением:

.

Средняя скорость скольжения, м/с, определяется по формуле

.

Расчет гребенчатого упорного подшипника (рисунок 14.4, в) условно ведется по среднему давлению , Па, по формуле:

,

где   – число гребней.

Рис. 14.4. Схемы упорных подшипников

Затем определяют произведение давления в подшипнике и средней скорости скольжения и сравнивают с допускаемым значением:

.

Допускаемые значения  и  следует снижать на 20…40 % по сравнению с  и  для подшипников с кольцевой пятой из-за неравномерного распределения осевой нагрузки  между несущими поверхностями гребней.


Расчеты деталей машин на прочность, жесткость и устойчивость