Подшипники служат опорами для валов и вращающихся осей. Они воспринимают нагрузки, приложенные к валу, передают их на корпус машины и сохраняют заданное положение оси вращения вала. В зависимости от рода трения подшипники делятся на подшипники качения и подшипники скольжения.
Сравнительная оценка подшипников
В качестве опор валов подшипники скольжения используются в конструкциях, в которых применение подшипников качения затруднено или недопустимо по ряду причин:
- необходимость выполнения диаметрального разъема по условиям сборки, (например, для коленчатых валов);
- особо высокоскоростные подшипники, в условиях работы которых долговечность подшипников качения резко сокращается;
- работа в воде, агрессивных средах, в которых подшипники качения неработоспособны из-за коррозии.
К недостаткам подшипников скольжения можно отнести:
- тяжелонагруженные подшипники нуждаются в принудительном подводе под давлением смазочного материала для поддержания режима жидкостного трения и отвода выделяющейся теплоты;
- при работе в условиях пониженных температур возрастает пусковой момент из-за загустения масла.
В простейшем виде подшипник скольжения представляет собой втулку (вкладыш), встроенную в корпус машины.
- втулка (вкладыш)
- смазочная канавка
- стопорный винт
- корпус машины
- опорный участоквала, называемой цапфой.
Рисунок 60
Цапфу, передающую радиальную нагрузку, называют шипом, если она расположена на конце вала, и шейкой при расположении в середине вала. Цапфу, передающую осевую нагрузку, называют пятой, а опору — подпятником. Подпятник обычно работает в паре с радиальным подшипником.
Работа трения в подшипнике скольжения зависит от ряда параметров:
- удельной нагрузки на подшипник;
- угловой скорости цапфы;
- наличия и типа смазочного материала;
- физико-механических характеристик контактирующих поверхностей.
Работа трения нагревает подшипник, а с увеличением температуры понижается вязкость масла и увеличивается вероятность заедания цапфы в подшипнике. Поэтому температура в подшипнике не должна превышать некоторого предельного значения.
На практике стремятся реализовать в подшипнике жидкостное трение, когда процесс трения переносится в слой жидкого смазочного материала, обладающего невысоким сопротивлением сдвигу и предохраняющего поверхности деталей от повреждения. Значение коэффициента жидкостного трения находится в пределах 0,001…0,005.
При переходе на полужидкостное трение в подшипнике будет смешанное трение — одновременно жидкостное и граничное. Граничным называют трение, при котором трущиеся поверхности покрыты тончайшей пленкой смазки, образовавшейся в результате действия молекулярных сил.
