Основные виды разрушения и критерии работоспособности подшипников качения Транспортные машины Испытания материалов и определение их физико-механических характеристик Определение критической силы при продольном изгибе

Решение типовых задач по курсу сопротивления материалов Лабораторные работы

Основные виды разрушения и критерии работоспособности подшипников качения

Основные виды разрушения деталей подшипников качения:

- усталостное разрушение (выкрашивание) рабочих поверхностей тел качения и беговых дорожек колец вследствие циклического контактного нагружения; этот основной вид разрушения подшипников наблюдается после длительной работы и сопровождается повышением шума и вибрации; из опыта эксплуатации установлено, что чаще повреждается беговая дорожка внутреннего кольца;

- пластические деформации в виде вмятин, лунок на дорожках качения, наблюдаемые у тяжело нагруженных тихоходных подшипников при действии больших нагрузок без вращения или ударных нагрузок;

- абразивное изнашивание в результате недостаточной защиты от абразивных частиц (пыли и грязи), является основной причиной вывода из строя подшипников автомобилей, тракторов, строительных машин и т.п.; применение совершенных конструкций уплотнений подшипниковых узлов уменьшаете износ;

- задиры рабочих поверхностей в результате недостаточной смазки, очень малых зазоров из-за неправильного монтажа;

- разрушение колец и тел качения из-за перекосов при монтаже или при больших
динамических нагрузках; этот вид разрушения при нормальной эксплуатации не наблюдается; Дисциплина «Техническая механика» является обще профессиональной, обеспечивающей базовые знания при усвоении специальных дисциплин, изучаемых в дальнейшем.

- разрушение сепараторов имеет место в быстроходных подшипниках от действия центробежных сил и давления тел качения.

Основными критериями работоспособности подшипников качения являются долговечность по усталостному выкрашиванию и статическая грузоподъемность по пластическим деформациям.

Расчет на долговечность выполняют для подшипников, вращающихся с угловой скоростью w ³ 0,105 рад/с.

Невращающиеся подшипники или медленно вращающиеся (с угловой скоростью 
w < 0,105 рад/с) рассчитывают на статическую грузоподъемность.

Подшипники качения подбирают по коэффициенту работоспособности.

Выбор типа подшипника

Выбор типа подшипника зависит от его назначения, направления и величины нагрузки, частоты вращения, режима работы, стоимости подшипника, особенностей монтажа. При выборе подшипника необходимо сначала рассмотреть возможность применения радиальных однородных шарикоподшипников как самых дешевых и простых в эксплуатации. Выбор других типов подшипников должен быть конструктивно и экономически обоснован. Если действующие нагрузки невелики, скорости вращения высокие, то следует применять шариковые однорядные подшипники легких серий. Подшипники средних и тяжелых серий применяют при более высоких нагрузках, но при этом допускаемая скорость вращения уменьшается. При одновременном действии радиальной и осевой нагрузок выясняют возможность установки одного подшипника или двух, каждый из которых воспринимает один вид нагрузки (комбинация радиального и упорного подшипников). При ударных и переменных нагрузках, возможных пиковых перегрузках необходимо ориентироваться на двухрядные роликовые подшипники. Следует иметь в виду, что шариковые подшипники менее требовательны к смазке.

Подшипники должны быть установлены так, чтобы обеспечивалось необходимое радиальное и осевое фиксирование вала и исключались дополнительные нагрузки вследствие температурных деформаций, неправильного регулирования и т.п.

Монтаж, демонтаж и обслуживание подшипников качения

Подготовка к монтажу

Как показывает опыт, попадание в смазку подшипника инородных частиц может привести к быстрому выходу его из строя. Поэтому перед сборкой подшипникового узла все детали, от которых в него могут попасть любые твердые или мягкие частицы, должны быть тщательно очищены. Заусенцы должны быть удалены. Из отверстий для смазочного материала должны быть удалены остатки стружки. Протирочные материалы не должны оставлять волокон. В частности, нельзя применять хлопчатобумажную ветошь.

Перед монтажом проверяются размеры всех посадочных мест, соответствие допусков, посадок и внутренних зазоров технической документации. Корпусные отверстия для подшипников проверяются на соосность. Монтаж производят в чистых помещениях, в которых отсутствуют металлорежущие станки и другие производящие загрязнение машины.

Подшипник следует извлекать из упаковки непосредственно перед монтажом, что позволяет защитить его от загрязнений. На всех поверхностях подшипника, кроме посадочных, не следует удалять консервационное покрытие. Посадочные поверхности промываются растворителем на основе бензина. Большие подшипники обычно покрыты толстым слоем жирного консерванта, который необходимо удалить промыванием непосредственно перед монтажом. Подшипники, смазываемые пластичными смазками, предназначенными для работы в условиях высоких температур и особенно синтетическими смазками, должны быть полностью промыты от консерванта для предотвращения его влияния на свойства смазочного материала. Используемые ранее подшипники перед монтажом должны быть тщательно промыты.

Закрытые подшипники с двусторонними контактными или бесконтактными уплотнениями никогда не промывают, а только очищают их наружные поверхности.

Если имеются признаки повреждения подшипника, то его следует заменить другим.

Классификация подшипников качения

Основные типы подшипников качения Радиальные однорядные шарикоподшипники получили наибольшее распространение в машиностроении. При одинаковых размерах с другими подшипниками имеют наименьшие потери на трение и допускают наибольшую частоту вращения. Такие подшипники могут воспринимать не только радиальные, но и осевые нагрузки, действующие в обоих направлениях вдоль оси вала и не превышающие 70 % использованной допустимой радиальной нагрузки. Для восприятия чисто осевой нагрузки применяют шарикоподшипники с увеличенными радиальными зазорами между шариками и дорожкой качения.

Монтаж подшипников качения Основные правила при монтаже подшипников следующие. При запрессовке подшипника сила должна передаваться непосредственно на то кольцо, которое устанавливается с натягом. Если оба кольца установлены с натягом, то сила должна передаваться непосредственно и одновременно обоим кольцам. Недопустимо, чтобы сила передавалась от одного кольца к другому или от сепаратора к кольцу через тела качения. Нельзя допускать ударов непосредственно по кольцам, телам качения и сепаратору.

Методы проведения лабораторной работы При выполнении лабораторной работы студенту предоставляется возможность изучить конструкции и характеристики основных видов подшипников качения по натурным образцам, представленным на стенде и в учебно-методическом пособии, ознакомиться с их классификацией и условными обозначениями.

Экспериментальное исследование характеристик подшипников По полученным результатам построить тарировочные графики (предпочтительнее на миллиметровой бумаге). В результате выполнения лабораторной работы должно быть выявлено влияние угловой скорости подвижного кольца подшипника, величины, направления и соотношения осевой и радиальной составляющих приложенной нагрузки на величину момента сопротивления вращению в подшипнике качения.

Равноускоренное движение Целью работы является изучение законов равноускоренного движения при помощи машины Атвуда.

Метод наименьших квадратов Пусть в результате эксперимента мы получили ряд измерений величины : , соответствующих значениям аргумента , , …, , которые могут быть представлены на графике в виде точек. Нам необходимо установить эмпирическую зависимость между  и .

Лабораторная работа Изучение законы движения центра масс механической системы Целью работы является ознакомление с понятием центра масс системы материальных точек и с его важнейшими свойствами. Содержание работы состоит в определении перемещения и ускорения центра масс незамкнутой системы из двух материальных точек при помощи машины Атвуда.

Определение коэффициента трения качения Целью работы является изучение явления возникновения трения при качении одного тела по поверхности другого.

Основы конструирования (в технико-экономическом понимании) – область научно-технического знания (учебный предмет, дисциплина, курс) об общих принципах и методах конструирования машин на основе (путем, посредством) их унификации и стандартизации, а также повышения их рентабельности, долговечности, надежности и экономической эффективности


Основные виды разрушения деталей подшипников качения