Студопедия
Новини освіти і науки:
Контакти
 


Тлумачний словник






Режими тертя підшипників ковзання

При конструюванні підшипників прагнуть звести до мінімуму втрати на тертя, оскільки це сприяє зниженню тепловиділення і зносу, збільшенню надійності та довговічності, а також економії енергії. Для виконання цієї вимоги необхідно знати режим роботи підшипника, вибрати відповідні матеріали для деталей, що труться, вид термообробки, шорсткість взаємодіючих поверхонь, мастильний матеріал і т.д.

Розрізняють наступні режими тертя.

При терті без змащувального матеріалу робочі поверхні підшипника контактують своїми нерівностями (рисунок 1.4, а). Такий вид взаємодії називається сухим тертям.

Для режиму граничного тертя характерна наявність тонких адсорбованих плівок мастильного матеріалу (рисунок 1.4, б). Товщина цих плівок близька до розмірів молекул (соті долі мікрометра). Здатність мастильного матеріалу утворювати плівки визначається його адгезійними властивостями.

Гідродинамічне мащення (рисунок 1.4, в) реалізується, коли ковзні, взаємодіючі робочі поверхні розділені плівкою мастила, товщина якого перевищує сумарну висоту нерівностей поверхонь, що труться, та розміри твердих частинок забруднень у мастильному матеріалі. На відміну від граничних шарів, мастильний матеріал поводиться як рідина, що підпорядковується законам гідродинаміки. Гідродинамічне мащення ефективне, оскільки знос робочих поверхонь практично відсутній, а коефіцієнт тертя дуже малий і складає 0,01…0,001.

 

Рисунок 1.4 - Види тертя у підшипниках ковзання

 

На практиці підшипники ковзання часто працюють в режимі, коли є сухе тертя і граничне або змішане мащення (рисунок 1.4). Тобто, тертя обумовлене безпосереднім контактом нерівностей на деякій частині робочих поверхонь і присутністю граничних плівок на решті робочих поверхонь в першому випадку і дією як гідродинамічних, так і граничних шарів, у другому випадку.

Режим гідродинамічного мащення виникає, тільки якщо необхідну товщину плівки hmin забезпечують гідростатичним (безперервною подачею мастила насосом) або гідродинамічним (в результаті залучення мастила до клиноподібного зазору рухомою поверхнею) способами (рисунок 1.1).

Певні переваги мають гідростатичні підшипники, призначені для роботи у режимі гідростатичного мащення, при якому мастильний матеріал подають у зазор під зовнішнім тиском. У цьому випадку режим рідинного мащення реалізується при будь-якій формі зазору і будь-якій швидкості відносного ковзання, навіть для нерухомих поверхонь. У зв'язку з цим гідростатичні підшипники застосовують при високих навантаженнях і низьких швидкостях ковзання або для розвантаження тяжконавантажених підшипників у моменти пуску і зупинки. Малий опір ковзанню і його рівномірність при різних швидкостях ковзання, характерні для гідростатичних підшипників, дозволяють добитися високої точності позиціонування, що важливо для прецизійних машин, приладів і тому подібне До недоліків таких підшипників можна віднести трудність підтримання необхідної «жорсткості» змащувальної плівки при зміні навантаження і необхідність застосування додаткового пристрою для безперервної подачі мастильного матеріалу під високим тиском. Такий пристрій знижує надійність гідростатичних підшипників, оскільки при припиненні подачі мастила вони припиняють роботу.

Гідродинамічні підшипники застосовуються ширше, хоча для них потрібна складніша (клиновидна) і точніша геометрія зазору і вони не гарантують підтримання рідинного режиму мащення при прискоренні і уповільненні з малими відносними швидкостями.

Зміна коефіцієнту тертя і перехід до умов гідродинамічного мащення графічно описуються кривою Герсі-Штрибека (рисунок 1.5), яка встановлює залежність коефіцієнту тертя f як функцію безрозмірного числа Зоммерфельда

Sо = ηω /(2рψ2), (1.1)

 

де η - в'язкість;

ω- кутова швидкість цапфи;

ψ -відносний зазор;

р-навантаження на одиницю площі проекції

р = Р/(dl),

де d і l- діаметр і довжина цапфи;

Р - навантаження.

У зоні І з малим числом Зоммерфельда можливий безпосередній контакт тіл, що труться, і коефіцієнт тертя може досягати 0,2…0,3. У зоні II зростає роль гідродинамічного ефекту, здійснюється змішане мащення, і коефіцієнт тертя падає до значень 0,05…0,1. Зона III характеризується мінімальним коефіцієнтом тертя f ≈ 0,01…0,001, оскільки підшипник працює в режимі гідродинамічного мащення. При подальшому збільшенні числа Зоммерфельда (Sо > Sоcr) коефіцієнт тертя дещо зростає, але режим гідродинамічного мащення продовжує підтримуватися і навіть стає стабільнішим при змінах навантаження і швидкості (зона IV).

Рисунок 1.5 - Вплив числа Зомерфельда So на коефіцієнт тертя при різних умовах змащування (крива Герсі-Штрибека)  

Для підшипників, що працюють в умовах сухого тертя або граничного мащення, коли можливий безпосередній контакт нерівностей поверхонь, великий ризик пошкодження поверхонь. На практиці часто зустрічаються наступні види пошкоджень:

- абразивне зношування, викликане наявністю забруднень в мастилі і попаданням продуктів зносу, піщинок і тому подібного на робочі поверхні;

- схоплювання в точках, де руйнується змащувальна плівка і виникає високий локальний тиск і температура. У свою чергу, підвищення температури призводить до зниження навантажувальної здатності змащувальної плівки, виникають термічні деформації. Це при малій величині зазору призводить до повної зупинки валу або виплавлення втулки;

- пластична деформація і намазування сильно деформованого матеріалу тонким шаром на обидві поверхні. Таке явище спостерігається в тяжконавантажених низькошвидкісних підшипниках, що працюють в умовах сухого тертя;

- втомне зношування і відділення частинок зносу при циклічному і ударному навантаженні.

Всі перераховані види пошкодження пов'язані з руйнуванням рідинних і граничних плівок і можуть також виникати у гідродинамічних підшипниках при пусках і зупинках.




<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Робота підшипника ковзання | Прогнозування експлуатаційних властивостей підшипників ковзання

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.002 сек.