Смазывание подшипников скольжения

Для уменьшения потерь энергии на преодоление трения, обеспечения износостойкости, отвода теплоты из зоны контакта, удаления продуктов изнашивания, и предохранении от коррозии применяют смазывание трущихся поверхностей.

Смазочные материалы бывают твёрдые (графит, слюда) пластичные (литол, солидол, консталин) жидкие (органические и минеральные масла), газообразные (воздух, газы). Наиболее распространённые жидкие и пластичные смазочные материалы. Нередко к смазочному материалы для придания ему новых свойств добавляют другие вещества, называемые присадками, например противозадирные, противоизносные, антикоррозийные и др.

Различают смазочные масла индустриальные, моторные, компрессорные, трансмиссионные, турбинные, приборные, часовые и др.

Для смазывания подшипников скольжения быстроходных валов применяют менее вязкие сорта масел, для подшипников тихоходных валов и при ударных нагрузках применяют более вязкие сорта масел или пластичные смазочные материалы. Для распределения смазочного материала по длине вкладыша и сбора продуктов износа предусматриваются смазочные карманы и канавки (см. рис. 13.2 и 13.3). Подача смазочного материала в зону смазывания осуществляется са­мотеком или под давлением с помощью разнообразных смазочных уст­ройств. На рис. 13.3 показано непрерывное смазывание подшипника с помощью кольца, частично погруженного в масло и увлекаемого во вращение валом.

На рис. 13.5 представлены: а—наливная масленка с пово­ротной крышкой; б— пресс-масленка, через которую жидкий или пластичный смазочный материал периодически подается с помощью смазочного шприца, в – колпачковая маслёнка для периодической подачи смазки за счёт подвинчивания колпачка г – маслёнка непрерывной подачи пластичной смазки с помощью поршня, находящегося под действием пружины.

Рисунок 13.5- Устройства подачи смазки:

(а) наливная масленка с пово­ротной крышкой; (б) пресс-масленка, (в)колпачковая маслёнка, (г) маслёнка непрерывной подачи пластичной смазки

В герметически закрытых механизмах может применяться смазывание погружением при котором поверхность трения полностьюили частично погружается в ванну с жидким смазочным материалом.

Кроме указанных выше, для подшипников применяются следующие методы смазывания: туманом, набивкой, фитильное, контактное и циркуляционное. При последнем жидкий смазочный материал многократно циркулирует от смазочного насоса к поверхностям трения по пути фильтруясь и охлаждаясь.

Расчет подшипников скольжения. При работе машины трение ме­жду цапфой вала и вкладышем подшипника при жидком смазочном мате­риале может происходить в условиях жидкостной, полужидкостной и граничной смазки.

Жидкостной называется смазка, при которой поверхность тре­ния деталей, находящихся в относительном движении, полностью разде­лены жидким смазочным материалом. При жидкостной смазке толщина слоя масла больше суммарной высоты неровностей профиля рабочих по­верхностей цапфы и вкладыша, поэтому всю нагрузку несет масляный слой и значительно снижается трение и изнашивание рабочих поверхно­стей. Так как жидкость несжимаема, то при жидкостной смазке это объ­емное свойство масла проявляется в полной мере и нагрузочная способ­ность слоя смазочного материала оказывается очень высокой. Сопротив­ление движению при жидкостной смазке определяется только внутрен­ним трением в смазочном материале, зависящем от его вязкости.

Если жидкостная смазка осуществляется частично, то она называется полужидкостной.

Благодаря маслянистости, смазочный материал способен образовы­вать на сопряженных поверхностях тонкие пленки, называемые гра­ничными слоями. Свойства масла в граничном слое резко отлича­ются от его объемных свойств. Граничный слой обладает высокой проч­ностью и может выдерживать давление до 3000 МПа и более. Граничной называется смазка, при которой трение и износ между поверхностями, находящимися в относительном движении, определяются свойствами этих поверхностей и свойствами смазочного материала отличного от объёмных. Следует помнить что при повышении температуры вязкость масла уменьшается, увеличивается возможность разрушения граничных плёнок и появления чистого контакта цапфы и вкладыша, что может привести к схватыванию материала и заеданию подшипника.

Очевидно что для работы подшипников скольжения наиболее благоприятным является режим жидкой смазки. Однако большинство подшипников скольжения работает в условиях полужидкостной или граничной смазки, в подшипниках скольжения, постоянно работающих при жидкостной смазке, в периоды пусков или остановок могут осуществляться другие виды смазки.

Расчет подшипников скольжения, работающих в условиях полужидкостной и граничной смазки условно ведут по допускаемому среднему давлению [р] на трущихся поверхностях (этот расчет гарантирует невыдавливаемость смазочного материала) и по допускаемому произведению [pυ] среднего давления на скорость скольжения υ, т. е. окружную скорость цапфы (этот расчет га­рантирует нормальный тепловой режим и отсутствие заедания).

Рисунок 13.6- Распределение среднего давления в подшипнике по диаметральному сечению цапфы

Среднее давление в подшипнике предполагается равномерно распределенным по диаметральному сечению цапфы (рис. 13.7) и равным p=R/(d l),

где R — радиальная нагрузка на подшипник, d — диаметр цапф длина цапфы. Формулы для проверочного расчета имеют такой вид:

p=R/(d l)≤[p];

pυ≤[pυ].

Для приближенных расчетов подшипников скольжения мож­но принимать следующие ориентировочные значения [р], МПа и [pυ], МН/(мс)

Таблица 13.1

Значения [р], МПа и [pυ], МН/(мс)

для стали	По чугуну	[p]≈3	[pυ] ≈3
то же	По бронзе	[p]≈5	[pυ] ≈8
то же	По баббиту	[p]≈8	[pυ] ≈20

При неудовлетворительных результатах проверочного расчета меня­ются размеры цапфы или материал вкладыша.

При проектном расчете задаются относительной длиной подшипника ψ = l /d; при несамоустанавливающемся вкладыше ψ =0,4...1,2; при самоустанавливающемся вкладыше ψ = 1,5...2,5 (меньшие значения для быстроходных валов и при значительных нагрузках). Так как диаметр цапфы определяется из расчета вала на прочность или жест­кость, то расчет подшипника скольжения сводится к определению его длины.

Подпятники скольжения рассчитываются по аналогичной методик, но ввиду худших условий отвода теплоты допускаемые значения [р] и [pυ] уменьшаются на 20...30%.