Опоры качения в тяжелых режимах эксплуатации - Комиссар А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
108
Герметизация и смазывание опор качения
установка всей опоры качения, включая подшипник и торцовое уплотнительное устройство, на общей втулке; втулка может быть установлена на вал по подвижной / Н7 т \
посадке y-jfi или -^g-Jn фиксироваться от проворота шпонкой (см. рис. 54);
установка уплотнительного устройства на аксиально-подвижной относительно вала втулке; соединение втулки и вала герметизируется с помощью резиновых колец или другим способом, применяемым для вспомогательных уплотнений торцовых уплотнительных устройств;
применение внутреннего кольца подшипника в качестве опорного уплотнительного кольца (см. рис. 30, б) или установка опорного кольца с базой на торец подшипника без осевой фиксации на валу (см. рис. 32);
применение упругих элементов с большим рабочим ходом (например, винтовых пружин) или уплотнений, в которых оба кольца пары трения выполнены плавающими, допустимо на относительно коротких валах при условии точной сборки и отсутствии значительных температурах деформаций.
Уплотнение упругими металлическими кольцами. Упругие кольца в качестве уплотнительных элементов применяют только в том случае, когда уплотнительное устройство разделяет полости с устойчивым перепадом давлений.
Разрезное кольцо устанавливается в канавке втулки и за счет сил упругости прижимается к внутренней поверхности стакана. Перепад давлений Ap обеспечивает постоянный контакт торцов канавки и кольца, скользящих относительно друг друга. Проворот кольца относительно стакана не допускается.
Уплотнение упругими кольцами широко применяют в авиадвигателестроении для защиты масляных полостей опор качения от проникания жидкости или газа, находящихся под высоким давлением.
В опорах с циркуляционной подачей жидкого масла, эксплуатируемых при атмосферном давлении окружающей среды, упругие кольца успешно используют для предотвращения утечки масла.
Для смазывания поверхностей трения в зону контакта часто подают уплотняемую жидкость через два—три
Герметизация подшипниковых опор
109
отверстия диаметром 0,8—1,2 мм. Для повышения эффективности устанавливают два кольца в одну или две канавки. При этом прорези располагают в разных плоскостях. При температурах 180—200 °С устройство удовлетворительно работает в авиадвигателях при окружных скоростях 60—80 м/с. Иногда разрезные упругие кольца применяют для защиты заполненной пластичным смазочным материалом полости опоры качения, эксплуатируемой в абразивной среде с повышенным давлением. При этом максимальная окружная скорость составляет 7—8 м/с при ресурсе не более 1000 ч.
Кольца изготовляют из кованой высокооловянистой бронзы или из чугунов с большим содержанием углерода. Втулки выполняют из азотируемой стали. Твердость торцов канавок HRC 56 (азотирование на глубину 0,3— 0,5 мм). Размеры колец приведены в табл. 36. Материал стаканов — сталь 12ХНЗА. Твердость поверхности внутреннего диаметра стакана HRC 52 (цементация на глубину 0,7—1 мм).
Шероховатость сопрягаемых поверхностей кольца и втулки не ниже Ra = 0,63 мкм; кольца и стакана не ниже Ra = 1,25 мкм. Отклонение от параллельности стенок канавки и их отклонение от перпендикулярности к оси втулки не должны превышать 0,05 мм.
Наружный диаметр кольца в свободном состоянии должен быть больше диаметра отверстия стакана на 2— 3 %, что обеспечивает натяг, достаточный для предотвращения проворота кольца в стакане.
Стояночные уплотнения. Стояночными называют уплотнения, которые обеспечивают герметизацию опоры при неподвижном валу и не работают при его вращении, Такие уплотнения применяют, как правило, в комбинации с бесконтактными динамическими, которые эффективно герметизируют опору при вращении вала, но неэффективны при его остановке.
Механические стояночные уплотнения отличаются надежностью и эффективностью, поэтому они получили наиболее широкое распространение. Проще других конструкции, в которых отключение контактной пары осуществляется за счет действия центробежных сил. Поскольку центробежные силы растут пропорционально квадрату частоты вращения вала, их использование воз-
ПО Герметизация и смазывание опор качения
36. Размеры (мм) разрезных упругих колец
(1 Ь U U U U б (в свободном состоянии)
60 70 3 2,5 я (0,02--0,03) d+ 0,20
80 4 0,1 3,0 0,5 3,0
90 3,5
100 по 4,0
125 5 я (0,02-7-0,03) d+ 0,25
І40 0,15 4,5 5,0
І50 5,0 0,8
160 180 6 5,5
200 7 6,0 6,0
220 250 8 0,20 7,0 7,5
280 9 8,5
300 320 10 9,0 9,5 1,2 7,0 я (0,02-4-0,03) d+ 0,35
360 11 10,5
400 450 12 13 0,25 11,5 12,5 9,0
Герметизация подшипниковых опор
111
Рис. 34. Стояночные уплотнения:
а — с центробежным приводом; б — с аэродинамическим приводом [А. с. 581349 (СССР)]
можно в широком диапазоне скоростей и при минимальных энергетических затратах.
Конструкция стояночного уплотнения с центробежным приводом, показанная на рис. 34, а, представляет собой торцовое уплотнение, снабженное системой отключения упругого элемента.
В статическом режиме (рис. 34, а, п = 0) упорное уплотнительное кольцо 4, запрессованное в стакан 11 и зафиксированное от выпадания стопорным кольцом 12, прижимается к опорному кольцу «3, запрессованному в корпус 2, комплектом пружин 9 через грузики 8. Грузики имеют L-образную форму и шарнирно подвешены на вилках 7, которые укреплены в обойме W1 установленной на валу 1. Упорное уплотнительное кольцо вместе со стаканом может продольно перемещаться относительно обоймы, оно зафиксировано в тангенциальном направлении шпонкой 6. Утечка вдоль поверхности сопряжения обоймы и стакана предотвращается вспомогательным уплотнением, которое выполнено в виде резинового кольца 5 круглого сечения.
