Опоры качения в тяжелых режимах эксплуатации - Комиссар А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Уплотнительное устройство опоры выбивной решетки (см. рис. 55) оснащено маслоотбойником, простейшим торцовым уплотнением, лабиринтным уплотнением и гря-зеотбойником. Роль «чистовой» части устройства выполняет торцовое уплотнение (как для предотвращения утечки масла, так и для предотвращения загрязнения). Масло-отбойник снижает давление масла в зоне контакта. Грязеотбойник осуществляет центробежный сброс наиболее крупных частиц пыли и грязи, чем снижает величину износа поверхностей трения в контактной части. При сборке лабиринт (жировые канавки) заполняют пластичным смазочным материалом.
2. СМАЗЫВАНИЕ ОПОР КАЧЕНИЯ
Эффективное смазывание — необходимое условие работоспособности опоры качения. Смазывание осуществляется при помощи смазочного материала, основные функции которого таковы: создание устойчивой масляной пленки, разделяющей поверхности трения в подшипнике; снижение трения скольжения в подшипнике; распределение и отвод тепла, выделяемого подшипником; защита подшипника от коррозии.
Смазочные материалы делятся на три группы в соответствии с их агрегатным состоянием: пластичные, жидкие и твердые. Наиболее употребительны пластичные смазочные материалы, которые применяют для смазывания 90 % опор качения вследствие простоты конструкции систем смазки и герметизации. Жидкие масла применяют, когда необходим эффективный теплоотвод, а также в тех случаях, когда масло параллельно применяется для смазывания других деталей машин (зубчатых колес в редукторах и др.). Твердые смазочные материалы применяют в особых условиях эксплуатации: при сверхнизких и сверхвысоких температурах, в вакууме, радиоактивном излучении и т. д. Эффективность смазывания зависит не только от вида и
Смазывание опор качения
119
качества смазочного материала, но и от способа его подвода к поверхностям качения.
Наиболее универсальной характеристикой, по которой оцениваются эксплуатационные свойства как жидких, так и пластичных смазочных материалов, является вязкость. Вязкость характеризует сопротивление, которое оказывает слой смазочного материала, разделяющий два твердых тела, сдвигающей их внешней силе. Это сопротивление описывается формулой T = r\-~S, где v — скорость относительного перемещения твердых тел; h, S — соответственно толщина и площадь продольного сечения слоя; т] —динамическая (абсолютная) вязкость. В расчетах чаще применяют понятие кинематической вязкости
V = -^-, где р — плотность смазочного материала. Для
минеральных масел р ^ 0,9 г/см3.
Вязкость смазочного материала зависит от температуры:
где V50 —вязкость при 50 °С, k — показатель степени (при V50 = 30-{-90 мм2/с k = 2,5^-3); \и /раб — фактические значения соответственно вязкости и температуры.
Зависимость вязкости от давления в зоне контакта подшипника выражается формулой
vp = V0 ехр (0,025/7),
где р—давление, МПа; V0 — вязкость при атмосферном давлении.
Увеличение вязкости минерального масла ослабляет усталостное выкрашивание поверхностей качения; изменение вязкости синтетических масел не приводит к такому результату.
Другим важным качеством смазочного материала является его стабильность, т. е. способность сохранять свои свойства в процессе эксплуатации и хранения. Важны также допустимый диапазон температур и ряд характеристик, специфичных для жидких и пластичных смазочных материалов.
Согласно зависимостям контактно-гидродинамической теории, образование масляной пленки определяется частотой вращения подшипника и вязкостью масла. При этом
120
Герметизация и смазывание опор качения
описываются лишь процессы, происходящие в зонах трения качения. Полученные физические закономерности нельзя распространить на поведение смазочного материала на остальных участках смазочной полости. Кроме того, физико-механические свойства тонкого слоя (0,1 — 1,0 мкм) под нагрузкой могут существенно отличаться от свойств смазочного материала. Поэтому выбор смазочного материала нельзя производить только на основе контактно-гидродинамической теории; следует также учитывать практический опыт по смазыванию подшипников качения.
Толщина масляной пленки характеризуется параметром режима смазывания
A h Л = -77—,
Ra
где h — толщина пленки; Ra = YRIi -f- Rln — приведенное среднее квадратическое значение высоты микронеровностей; Rall RaU — среднеквадратические значения высоты микронеровностей контактирующих поверхностей. Параметр Л проверяют по формуле
Л = ІСл^0,73^0*09, (18)
где ф — коэффициент, зависящий от вязкости масла (определяется по графику на рис. 38, a); Ka = 2250 — для радиальных шарикоподшипников, Ka = 2400 — для радиально-упорных шарикоподшипников, КА = 2650 — для двухрядных сферических радиальных роликоподшипников, Ka = 2300 — для прочих радиальных роликоподшипников, Ka = 2250 —для конических роликоподшипников, Ka = 1900 —для упорных шарикоподшипников, Ka = 2750 — для упорных роликоподшипников.
Параметр Л пригоден в первую очередь для выбора жидких масел по вязкости. При использовании пластичных смазочных материалов параметр Л применим для оценки вязкости базового масла, на котором приготовляется соответствующий смазочный материал.
