Як вибрати зазор підшипника, який більше сприяє гарантії роботи двигуна?

Як підібрати зазор підшипника, який більше сприяє гарантії працездатності двигуна?

 

Вибір зазору та конфігурації підшипника є надзвичайно важливою частиною конструкції двигуна, і вибір схеми без знання характеристик підшипника, швидше за все, буде невдалим проектом. Різні умови експлуатації, вимоги до підшипників будуть різними, пані вважає, що необхідно вивчати та обговорювати знання про підшипники.

Співвідношення між різними зазорами радіальних кулькових підшипників

 

Розрахунок робочого зазору підшипника згідно з рівнянням (1), вибір робочого зазору підшипника, теоретично, при плавній роботі підшипника, коли є невеликий негативний робочий зазор, термін служби підшипника є найдовшим.

 

△=△O-Δfi-dfO-dt плюс dw ..................... У рівнянні (1):

△0 - оригінальний дозвіл

Δfi - величина зменшення зазору, викликаного посадкою внутрішнього кільця з валом

df0 - величина зменшення зазору, викликаного сполученням зовнішнього кільця з корпусом

dt - величина зменшення зазору, викликаного різницею температур між внутрішнім і зовнішнім кільцями

dw - величина збільшення зазору, викликаного навантаженням

 

Про мастило для підшипників

 

Метою змащування підшипників є розділення елементів кочення та поверхні кочення тонкою масляною плівкою та формування рівномірної мастильної плівки на поверхні кочення під час роботи, тим самим зменшуючи внутрішнє тертя підшипника та знос кожного компонента, та запобігання спіканню. Гарне змащення є необхідною умовою для роботи підшипників, і аналіз причин пошкоджень підшипників показує, що близько 40 відсотків пошкоджень підшипників пов’язані з поганим змащенням. Спосіб змащування поділяється на мастило та масло.

Перевага консистентного мастила полягає в тому, що його не потрібно поповнювати протягом тривалого часу після одноразового заповнення мастила, а структура ущільнення проста, тому вона широко використовується. Мастило - це напівтверде мастило, змішане з твердим загусником із сильними ліпофільними властивостями на основі мастила, а для покращення певних характеристик додаються різні добавки.

 

Масляне змащування, часто циркуляційне мастило, реактивне змащування, змащування масляним туманом. Мастильне масло для підшипника, як правило, очищене мінеральне масло з хорошою стійкістю до окислення та стійкістю до іржі, а також високою міцністю масляної плівки, але також часто використовуються різні синтетичні масла.

Зображення характеристик високотемпературного руйнування мастила для підшипників

 

Розташування підшипників двигуна

 

Підшипник обертової частини двигуна (наприклад, шпинделя) зазвичай має підтримуватися двома комплектами підшипників, а обертова частина розташована радіально та аксіально відносно нерухомої частини машини (такої як корпус підшипника ). Залежно від умов застосування, таких як навантаження, необхідна точність обертання та вимоги до вартості, підшипники можуть бути виготовлені такими способами:

 

1 Підшипникове розташування нерухомих і плаваючих кінців

2 попередньо відрегульовані підшипники (закріплені з обох кінців)

3 "плаваюча" тонка конфігурація навантаження (плаваюча на обох кінцях)

 

Розташування підшипників нерухомих і плаваючих кінців

 

Нерухомий кінцевий підшипник радіально підтримується на одному кінці вала та розміщений аксіально в обох напрямках одночасно. Тому підшипники з нерухомими кінцями повинні бути закріплені як на валу, так і на корпусі. Підшипники, придатні для використання на фіксованих кінцях, — це радіальні підшипники, здатні витримувати комбіноване навантаження, наприклад, навантаження на кульку з глибокими пазами, дворядні або парні однорядні радіально-упорні кулькові підшипники, самонастановні кулькові підшипники, сферичні та роликові підшипники або відповідні конічні роликові підшипники.

Радіальні підшипники, які можуть витримувати лише чисті радіальні навантаження, наприклад суцільні роликові підшипники, у яких одне кільце не має фланців, також можуть використовуватися на фіксованих кінцях у поєднанні з іншим типом підшипників (наприклад, радіальні кулькові підшипники, чотириточкові контактні шарикопідшипники або двонаправлені упорні підшипники). У такому розташуванні інший підшипник використовується лише для осьового позиціонування в обох напрямках, і в корпусі має бути залишений певний ступінь радіальної свободи (тобто має бути збережений зазор із корпусом).

 

Плаваючий кінцевий підшипник підтримується лише радіально на іншому кінці вала, і вал повинен мати певне осьове зміщення, щоб між підшипниками не виникало взаємних сил, наприклад, коли підшипник розширюється через нагрівання, осьове зміщення може бути досягнуто всередині деяких типів підшипників. Осьове зміщення може відбуватися між одним із кілець і компонентами, з якими воно з’єднане, переважно між зовнішнім кільцем і отвором корпусу.

Існує багато різних комбінацій підшипників для фіксованих і плаваючих кінців, і ось деякі з найбільш часто використовуваних комбінацій. Для жорстких підшипників слід використовувати комбінацію осьового зміщення в підшипнику, наприклад

 

(1) Радиальний кульковий вал/циліндричні роликові підшипники

(2) Дворядні радіально-упорні кулькові підшипники / циліндричні роликові підшипники

(3) Парні однорядні конічні роликові вали/циліндричні роликові підшипники

(4) Циліндричні роликопідшипники типу NUP / циліндричні роликопідшипники типу NU

(5) Циліндричні роликопідшипники типу NU плюс кулькові підшипники з чотириточковим контактом / циліндричні роликопідшипники типу NU

 

Вищевказана комбінація повинна мінімізувати кутову похибку між валом і корпусом. Якщо застосування не дозволяє, рекомендується використовувати комбінацію самоцентруючих підшипників, які можуть витримувати більші кутові похибки, такі як:

(1) Самоустановлювані кулькові підшипники / тороїдальні роликові підшипники CARB

(2) Сферичний роликовий вал/тороїдальний роликовий підшипник CARB

Ці конфігурації можуть витримувати певні кутові похибки та осьові зміщення та уникати внутрішніх осьових зусиль у підшипнику.