ПС. ОБЩ.СВЕДЕНИЯ. РАСЧЕТ ПС

ПС – подш-ки, в которых опорная пов-ть оси/вала скользит по раб.пов-ти подш-ка. В совр.машиностр-ии исп-ся для быстроходн.валов, в режиме работы которых долговечность ПК очень мала, для осей и валов, требующих точной установки, для валов очень большого диаметра, для которых не изг-ют стандартных ПК, когда подш-ки по усл.сборки должны быть разъемными (н-р, для коленч.вала); когда в связи с восприятием подш-ком ударных, вибрац-х нагрузок исп-ся демпфирующее действие масляного слоя ПС; при раб.подш-ков в воде, агрессивной среде и др., когда ПК неработоспособны; для тихоходн.осей, валов неответственных мех-мов; когда ПС оказ-ся проще по конструкции, дешевле ПК. В завис-ти от направл-я восприним-ой нагрузки: радиальные (воспр.рад-ю нагр-ку, т.е.перпендик-ю осям, валам), упорные/подпятники (воспр. нагр-ку, расположенную вдоль осевых линий осей, валов), радиально-упорные/упорно-радиальные. Осн. требования к ПС: конструкции, материалы подш-ков должны обеспечивать min потери на трение, износост-ть валов; иметь достаточную прочность, жесткость, чтобы противостоять действующим на них силам и вызываемым ими деформациями и сотрясениям; р-ры трущихся пов-тей должны быть достаточными для восприятия действующего на них давления без выдавливания смазки и для отвода развивающейся от трения теплоты; сборка подш-ков, установка осей и валов и обслуживание (особенно смазка на ходу) должны быть по возможности простыми. Для уменьшения трения в подш-ках, повышения КПД, снижения износа и нагрева до min трущиеся пов-ти смаз-ют маслом/др.смазочным материалом. В завис-ти от толщины масляного слоя подш-к работает в режиме жидкостного (раб.пов-ти вала, подш-ка полностью разделяет слой смазки, толщина которого >суммы неровностей обр-ки пов-тей вала и подш-ка; самый благоприятный режим раб.подш-ка; трение обеспечивает износостойкость, сопротивление заеданию вала, высокий КПД подш-ка, для создания этого трения в масляном слое должно быть гидродинамическое – создаваемое вращением вала – или гидростатическое – от насоса – избыточное давление; для получения ж-ного трения применяют подш-ки с гидродинамической смазкой: вал при вращении под действием внешн. сил занимает в подш-ке эксцентричное положение и увлекает масло в зазор м/у ним и подш-ком, в образовавшемся клине созд-ся гидродинамическое давление, обеспеч-щее трение), полужидкостного (м/у валом и подш-ком преобл. сухое трение) или полусухого (преобл. жидкостное трение) и сухого трения. Различают также граничное трение, при котором сплошной слой масла настолько тонок, что он теряет св-ва вязкой жидкости. ПС сост.из корпуса и помещенных в нем вкладышей, на которые непосредственно опирается ось/вал. Корпус обычно изг-ют из чугуна, вкладыши для уменьшения трения – из материалов, которые в паре с цапфой вала имеют незначительный коэф-т трения. Замена вкладышей при износе стоит значит-нт дешевле, чем всего подш-ка. В ручных приводах, где износ п-ков незначит-ый применяют безвкладышные ПС. ПС изг-ют либо в отдельн. корпусе, прикрепляемом болтами к дет., либо в корпусе, выполненном как 1 целое с дет-ю (станиной машины, корпусом редукт.и др.). Виды: разъемные (корпус, вкладыши цельные; вкладыш изг-ют в виде втулки, которую запрессовывают в корпус подш-ка; удобны при монтаже осей, валов, допускают регулировку зазоров путем сближения крышки и основания, прим-ются наиб.широко), неразъемные (корпус сост.из 2х частей: основания, воспринимающего нагр-ку со стороны оси/вала, и крышки, прикрепляемой к основанию корпуса болтами/шпильками; вкладышей обычно 2 – верхний, нижний; иногда прим-ют многовкладышевые; конструкция проще, дешевле, но неудобны при монтаже осей, валов; прим-ют для концевых цапф осей, валов небольших диаметров). Для правильной раб.ПС разъем его корпуса рекоменд-ся выполнять перпендик-но направл-ю нагр-ки, воспринимаемой подш-ком. Для предупреждения боковых смещений крышки отн-но основания корпуса обычно делают ступенчатой/предусматривают центрирующие штифты. При большой деф-ции вала/невозможности осуществления точного монтажа прим-ют самоустанавливающиеся ПС, вкладыши которых обычно вып-ют со сферическими опорными пов-тями, а иногда – в виде узкого пояса с малой угловой жесткостью. В ПС быстроходных малонагруж-ых валов, в подш-ках большой несущей спос-ти для предупреждения вибрации валов при раб.в режиме жидкостного трения прим-ют самоустанавливающиеся сегментные вкладыши, которые благодаря обр-ю нес-ких масляных клиньев обесп-ют устойчивую раб.подш-ков, высок.несущую спос-ть. Для увеличения несущей способности и надежности подпятников применяют подпятники скольжения с самоустанавливающимися сегментами, в которых обр-е масл.клиньев происходит во вр.работы автоматически. Материалы: корпуса подш-ков – чугун СЧ15-32, 12-28, 18-36. Вкладыши – бронзы, чугуны, пластмассы и др.материалы. Вкладыши из легких антифрикц-х материалов (баббиты (хорошо прирабатываются, стойки против заедания, износ цапф min; хорошо раб.при больших скоростях и пост.вращении осей и валов в одну сторону), свинцовые бронзы (рекомендуются при раб.с ударами, реверсивном вращении оси, вала)) изг-ют биметаллическими, тонкий антифрикц-ый слой наплавляют на Ст, чугунную/бронзовую (в ответственных случ.; высок.прочность, жесткость; хорошо раб.при ударах, но сравн-но медленно прирабатываются) основу. При длительных перерывах в раб., малой окружн.скорости вала/оси прим-ют вкладыши из антифрикц-ых чугунов (значит-но дешевле остальных). В нек-рых ПС прим-ют металлокерамические вкладыши из порошков чугуна, бронзы с добавлением графита; исп-ся вкл.из текстолита, ДСП, иногда – из дерева – бакаут, др.тверд.породы; резины (в осн.когда подш-к раб.в воде).

ПС, раб-щие в реж. полусух. и полужид. трения рассчит. по сред. давлению Р м/у цапфой и вкладышем и произвед. этого давл.на pυ. Для норм.работы ПС необх., чтобы вып. условие p≤[p] и pυ≤[pυ]. Диам. d цапфы подш-ка выб. конструктивно в зав. от диам. вала. Длину цапфы l=φd назнач. в зав. от d, где φ-коэф. φ=0,5÷1,2. Расчет ПС по сред. давлению м/у цапфой и вкладышем P=F/dl≤[p], где F-радиальная нагрузка на подш. Условие работы ПС без чрезмерного нагрева и опасности заедания pυ≤[pυ], υ=ωd/2, P=F/dl pυ= Fω/2l≤[pυ]. Если получится так, что знаки ≤ не вып-ся, то надо измен. Материал вкладыша подш., либо увеличить длину l, но так, чтобы φ не превышал допуска. Тепловой расчет подш-ков, условие тепл.баланса Q=Q₁+Q₂ [Дж], где Q-кол-во теплоты, выделившейся в подш. в ед.времени, Q₁- кол-во теплоты, отводимое от подш-ка маслом, Q₂- кол-во теплоты, отводимое корпусом и валом во внеш. среду.