Tengelyek és tengelyek szerkezeti elemei. Tengelyek, tengelyek, támasztékok Tartós tengelyek alapvázlatai

A mozgó alkatrészek támogatására és az alkatrészek bizonyos típusú mozgását biztosító eszközöket nevezzük útmutatók.

A forgómozgás vezetői az ún támogatja. koncepció "támogatás" két láncszemet takar - a tengelycsonkot és a csapágyat. csőcsap a tengely vagy tengely csapágyazott részét nevezzük.

A mechanizmusok és gépek működésének pontossága és megbízhatósága nagyban függ a támasztékok minőségétől.

Csapágyak- tengelyeket és tengelyeket tartó eszközök - érzékelik a tengelyre ható radiális és axiális terheléseket és átadják a testre. Ezenkívül a csapágy biztosítja a tengely rögzítését egy bizonyos helyzetben. A tengelyeken és tengelyeken kívül a csapágyak támogathatják a tengelyek vagy tengelyek körül forgó alkatrészeket, például szíjtárcsákat, fogaskerekeket stb.

A súrlódás típusa szerint a csapágyakat siklócsapágyakra és gördülőcsapágyakra osztják.

NÁL NÉL siklócsapágyak a tengely tartórésze (csapágy) a csapágy felületén csúszik (15. ábra).

15. ábra. Siklócsapágyak

A siklócsapágyak sokkal korábban jelentek meg, mint a gördülőcsapágyak - a legegyszerűbb gépek létrehozásakor. A modern gépészetben a siklócsapágyakat csak ott alkalmazzák, ahol előnyösebb. Például különösen nehéz tengelyek csapágyaihoz (amelyhez gördülőcsapágyat nem gyártanak), ha szükséges osztott csapágyak (főtengelyekhez) stb.

A siklócsapágyak (lásd 15. ábra) két fő elemből állnak: 1. házból és 2. betétből. A munkaelemként működő betét súrlódásgátló anyagból (bronz, sárgaréz, babbit, speciális öntöttvas, műanyag) készül. Közvetlenül érintkezik a tengelycsonkkal, és terhelést kap tőle. A ház, amely lehet osztott vagy nem, úgy van kialakítva, hogy befogadja a bélést és elnyeli a terheléseket.

A siklócsapágyak előnyei a kis sugárirányú méretek; az eszköz, a gyártás és a telepítés egyszerűsége; alacsony költségű; alacsony érzékenység az ütésekre és ütésekre; zajtalan működés. A hátrányok közé tartozik: jelentős súrlódási veszteségek, a kenőrendszer bonyolultsága, magas kenési követelmények.

A modern mérnöki munkában gyakrabban használják gördülőcsapágyak. Ezekben a csúszósúrlódást gördülősúrlódás váltja fel úgy, hogy a csapágy és a tengely csapágyfelületei közé gördülőelemeket szerelnek fel.

A gördülőcsapágy (16. ábra) egy kész szerelvény, amely a legtöbb esetben 1 külső és 3 belső gyűrűből áll, hornyokkal - futópályákkal DE 2 gördülőelemeket (golyókat vagy görgőket) és 4 elválasztót, amely a gördülőelemeket vezeti és tartja. Egyes csapágytípusoknál a méretek csökkentése érdekében az egyik vagy mindkét gyűrű hiányzik, és néha nincs ketrec (tű).

16. ábra. Súrlódó csapágy

A gördülőcsapágyak előnyei: alacsony súrlódási veszteségek és alacsony fűtés, alacsony kenési fogyasztás, kis méretek axiális irányban, alacsony költség (tömeggyártás) és nagyfokú cserélhetőség. A gördülőcsapágyak hátrányai közé tartozik a megnövelt méretek radiális irányban, az ütés- és rezgésterhelésre való érzékenység, a működés közbeni némi zaj és a telepítés bonyolultsága.

Valamennyi gördülőcsapágy szabványos, és erre szakosodott gyárak tömeges mennyiségben készülnek.

Tengely- a gép forgó része, amely a rászerelt alkatrészek megtámasztására és a nyomaték átvitelére szolgál ().

1. ábra - Egyenes lépcsős tengely: 1 - tüske; 2 - nyak; 3 - csapágy

Tengely- a gép olyan alkatrésze, amelyet csak a rászerelt alkatrészek tartására terveztek (). A tengely nem továbbítja a nyomatékot. A tengelyek mozgathatóak és rögzítettek lehetnek.

2. ábra - Forgóváz tengelye

A geometriai forma szerint a tengelyek egyenesre, forgattyúsra és hajlékonyra vannak osztva (). A tengelyek általában egyenesek.

3. kép - Tengelytervek

Az egyenes tengelyek és tengelyek lehetnek simák vagy lépcsősek. A lépcsők kialakítása az egyes szakaszok eltérő feszültségeihez, valamint a gyártási és összeszerelési feltételekhez kapcsolódik. A profil típusától függően a tengelyek és tengelyek tömörek és üregesek. Az üreges rész a tömeg csökkentésére és egy másik részbe való beillesztésére szolgál.

csőcsap- egy tengely vagy tengely egy része, amely a tartókban található. A csonkok tüskékre, nyakakra és sarokra vannak osztva ().

4. ábra - Csapok kialakítása

Tüske tengely vagy tengely végén található, és túlnyomórészt sugárirányú terhelést ad át.

Sheika a tengely vagy a tengely középső részén elhelyezkedő csonknak nevezzük. A csapágyak a tüskék és a nyakak támasztójaként szolgálnak. A tüskék és a nyakak lehetnek hengeresek, kúposak és gömb alakúak. A legtöbb esetben hengeres csapokat használnak.

Ötödik az axiális terhelést átadó csonknak nevezzük. A sarok támasztékul szolgál a sarok számára. A sarkú formájú lehet tömör (), gyűrűs (), fésű ().

5. ábra - Sarokszerkezetek

A tengelyek és a tengelyek ülőfelületei a szerelt részek agyakhoz hengeres és kúposak. Interferenciával történő leszálláskor ezeknek a felületeknek az átmérőjét nagyobbnak veszik, mint a szomszédos szakaszok átmérőjét a nyomás megkönnyítése érdekében. Az ülékfelületek átmérőjét számos normál lineáris méret közül választják ki, a gördülőcsapágyak átmérőit pedig a csapágyakra vonatkozó szabványoknak megfelelően.

átmeneti területek() a tengelyek vagy tengelyek két szakasza között a következőket hajtja végre:

6. kép - Az aknák átmeneti szakaszai

7. ábra - Az aknák átmeneti szakaszainak szerkezetei

A stresszkoncentráció csökkentésének hatékony eszközei az átmeneti területeken:

8. kép - A tengelyek fáradási szilárdságának növelésének módjai

Növekszik a filék deformációs keményedése (keményítése) hengerekben való futás által teherbíró képesség tengelyek és tengelyek.

A tengelyek és tengelyek működés közben ciklikusan változó igénybevételnek vannak kitéve. A fő teljesítménykritériumok a fáradtságállóság () és a merevség. A tengelyek és tengelyek kifáradási ellenállását a biztonsági tényező, a merevséget pedig az alkatrészek illeszkedési helyeinek kihajlása és a szakaszok dőlés- vagy csavarodási szögei alapján becsüljük meg.

9. ábra - A kifáradási tengelyek ellenállásának növelésének szerkezeti eszközei a leszállóhelyeken

A fő erőtényezők a torziós és hajlítónyomatékok. A húzó- és nyomóerők befolyása kicsi, és a legtöbb esetben nem veszik figyelembe.

Linklista

1. Tengelyek és tengelyek // Gépalkatrészek. – http://www.det-mash.ru/index.php?file=valy_osy.

Ellenőrzendő kérdések

1. Mi a különbség a tengely és a tengely között?
2. Mik a tengelyek a tervezés szerint?
3. Mi a különbség különféle fajták csapok?
4. Milyen módszerekkel csökkenthető a feszültségkoncentráció az aknák átmeneti szakaszain?

<

TENGELYEK ÉS TENGELYEK

A fogaskerekek speciális, hosszúkás kerek szakaszokra vannak felszerelve. Az ilyen alkatrészek között megkülönböztetik a tengelyeket és a tengelyeket.

Tengely- egy alkatrész, amely a kerekek megtartására és forgásuk központosítására szolgál. Tengely- nyomatékot továbbító tengely.

A "keréktengely" fogalmát nem szabad összetéveszteni, ez egy részlet és "forgástengely", ez a forgásközéppontok geometriai vonala.

A tengelyek és tengelyek formái nagyon változatosak, a legegyszerűbb hengerektől a bonyolult forgattyús szerkezetekig. Ismeretesek a rugalmas tengelyek tervei, amelyeket Carl de Laval svéd mérnök javasolt még 1889-ben.

A tengely alakját a hajlítás és a nyomaték hossza mentén eloszlása ​​határozza meg. A megfelelően megtervezett tengely egyenlő ellenállású gerenda.

A tengelyek és a tengelyek forognak, ezért váltakozó terheléseket, feszültségeket és deformációkat tapasztalnak. Ezért a tengelyek és tengelyek meghibásodásai fáradási jellegűek.

A tengelyek és tengelyek meghibásodásának okai „életük” minden szakaszában nyomon követhetők.

1. A tervezési szakaszban - a forma rossz megválasztása, a feszültségkoncentrátorok rossz értékelése.

2. A gyártási szakaszban - vágások, bevágások, horpadások a gondatlan kezelésből.

3. A működés szakaszában - a csapágyszerelvények helytelen beállítása.

A tengely vagy a tengely működéséhez biztosítani kell:

è térfogati szilárdság (ellenállási képesség M ki és M cool );

è felületi szilárdság (különösen más részekkel való illesztéseknél);

è hajlítási merevség;

è torziós merevség (különösen hosszú tengelyeknél).

Minden tengely számolni kell az ömlesztett szilárdság érdekében.

A tengelyek és tengelyek terhelési sémája a forgó alkatrészek számától és beszerelésének helyétől, valamint az erők irányától függ. Az összetett terheléshez két merőleges síkot (például frontális és vízszintes) kell kiválasztani, és a sémát minden síkban figyelembe kell venni. Természetesen nem valós szerkezeteket számolnak, hanem egyszerűsített számítási modelleket, amelyek csuklós tartókon lévő gerendák, beágyazott gerendák, sőt statikailag határozatlan problémák.

A tervezési séma összeállításakor a tengelyeket egyenes rudakként kell tekinteni, amelyek csuklós tartókon fekszenek. A támasztó típusának megválasztásakor azt kell feltételezni, hogy a tengelyek deformációi kicsik, és ha a csapágy legalább enyhe megdöntését vagy elmozdulását engedi meg, akkor az csuklós vagy csuklós csapágynak minősül. A sugárirányú és axiális erőket egyaránt érzékelő csúszó vagy gördülő csapágyak csuklósan rögzített csapágyaknak, a csak radiális erőket érzékelő csapágyak pedig csuklósan mozgathatónak minősülnek.

Az ilyen problémákat jól ismerik a hallgatók az elméleti mechanika (statika) és az anyagszilárdság kurzusaiból.

A tengely tömegszilárdságra vonatkozó számítása három szakaszban történik.

ÉN. A tengelyek előzetes számítása

Ezt a feladatmeghatározás kidolgozásának szakaszában hajtják végre, amikor csak a gép összes tengelyének nyomatékai ismertek. Ebben az esetben feltételezzük, hogy a tengely csak érintőleges torziós feszültségeket szenved

t kr= M vr / W p £ [ t ] kr ,

ahol Wp - a szakaszellenállás poláris nyomatéka.

Kerek szakaszhoz: Wp = pd 3 /16 , [ t ] cr = 15 ¸ 20 N/mm2 .

Célszerű megoldani a torziós igénybevételek szilárdsági feltételét a tengely átmérőjére vonatkozóan

Ez a minimális tengelyátmérő. A tengely összes többi szakaszában ez csak nagyobb lehet. A számított minimális tengelyátmérőt a rendszer felfelé kerekíti a következő nagyobb normál számra. Ez az átmérő a további tervezés kiindulópontja.

II. A tengelyek finomított számítása

Ebben a szakaszban nem csak a forgási, hanem a hajlítási nyomatékokat is figyelembe veszi. Ezt a vázlatos elrendezés szakaszában hajtják végre, amikor a csapágyakat előre kiválasztják, a tengely összes szakaszának hossza ismert, az összes kerék helyzete a tengelyen ismert, és kiszámítják a tengelyre ható erőket.

A tengely tervezési sémája két síkban van megrajzolva. A fogaskerekekben fellépő ismert erők és a támasztékok távolsága szerint a hajlítónyomatékok görbéi vízszintes és frontális síkban vannak ábrázolva. Ezután kiszámítjuk a teljes hajlítónyomatékot

ahol α =0,75 vagy 1 az elfogadott energia-erőelmélettől függően, amelyet a legtöbb szerző egyenlőnek tekint 1 .

A hajlítás és a csavarás együttes hatásából származó egyenértékű feszültséget számítjuk ki s ekv = M eq / W p .

Az egyenlet a minimális tengelyátmérőre vonatkozóan is megoldott

Vagy ugyanez a megengedett normál feszültségekkel való összehasonlításhoz:

A finomított számítás során kapott minimális tengelyátmérő végül elfogadásra kerül a további tervezéshez.

III. Tengelytartósság számítás

Próbaként a részlettervezés szakaszában történik, amikor a tengely munkarajza gyakorlatilag készen van, pl. pontos alakja, méretei és minden feszültségkoncentrátora ismert: hornyok, gyűrűs hornyok, átmenő- és zsákfuratok, interferencia illesztések, filék (sima, lekerekített átmérőjű átmenetek).

Számításkor azt feltételezzük, hogy a hajlítási feszültségek szimmetrikus ciklus szerint, a tangenciális torziós feszültségek pedig nulla pulzáló ciklus szerint változnak.

A tengely tartóssági ellenőrző számítása lényegében a tényleges biztonsági tényező meghatározásán múlik n , amelyet a megengedetthez viszonyítanak

Itt n s és n t - biztonsági tényezők normál és nyírófeszültségekhez

ahol s -1 és τ -1 – a tengely anyagának teherbírási határai hajlításban és csavarodásban szimmetrikus ciklussal; kσ és k τ - hatékony feszültségkoncentrációs tényezők hajlításban és csavarodásban, figyelembe véve a léceket, kulcshornyokat, préskötéseket és meneteket; ε α és ε τ a tengelyátmérő léptéktényezői; s a és ta – feszültségek amplitúdóértékei; s m és m a ciklus átlagos feszültségei ( s m = 0 , m =ta ); ψ σ és ψ τ – az átlagos ciklusfeszültség kifáradási szilárdságra gyakorolt ​​hatásának együtthatói az acél típusától függenek.

A feszültségek biztonsági tényezőinek számítását részletesen az „Anyagok szilárdsága” című kurzus „Ciklikus igénybevételi állapot” című részben ismertette.

Ha a biztonsági tényező kisebb az előírtnál, akkor a kifáradási ellenállás jelentősen növelhető felületedzés alkalmazásával: nitridálás, felületedzés nagyfrekvenciás árammal, sörétes vágás, hengerhengerlés stb. Ebben az esetben akár 50%-kal vagy még többet is megnövelheti az állóképességi határt.

TESZTKÉRDÉSEK

s Mi a különbség a tengelyek és a tengelyek között?

s Milyen a tengelyek és tengelyek hajlítófeszültségeinek dinamikus jellege?

s Mik a tengely- és tengelytörés okai?

s Milyen sorrendben történik a tengelyek szilárdsági számításának szakaszai?

s Mekkora átmérőt határoznak meg a tengelyek tervezési számításánál?

TENGELY- ÉS TENGELYTARTÓK - CSAPÁGYOK

A tengelyeket és a tengelyeket speciális alkatrészek támasztják alá, amelyek támasztékok. A „csapágy” név a „tövis” szóból származik ( angol tengely, csíra. zappen, epe. Shiffen - tengely). Tehát korábban a tengely szárainak és nyakának nevezték, ahol valójában a csapágyak vannak felszerelve.

A csapágy célja, hogy megbízható és pontos kapcsolatot biztosítson a forgó (tengely, tengely) rész és az állóház között. Ezért a csapágy fő jellemzője az illeszkedő részek súrlódása.

A súrlódás jellege szerint a csapágyakat két nagy csoportra osztják:

è siklócsapágyak (siklósúrlódás);

è gördülőcsapágyak (gördülő súrlódás).

3. TÉMAKÖR. TENGELYEK ÉS CSAPÁGYAK. ELŐADÁS 13. TENGELY- ÉS TENGELYTARTÓK. siklócsapágyak. Az előadásban feltett kérdések: 1 Tartók tengelyekhez és tengelyekhez. Általános információ. Osztályozás. 2 siklócsapágy. Általános információ. 3 A siklócsapágyak működési módjai. 4 Zsírozza meg a siklócsapágyakat. 5 Siklócsapágy számítás

Tengely- és tengelycsapágyak. Osztályozás A tengelyeket és a forgó tengelyeket csapágyak és nyomócsapágyak tartják. A csapágy a tengely vagy a tengelycsapágy azon része, amely közvetlenül kölcsönhatásba lép a tengelycsonkkal. Érzékeli a sugárirányú és axiális terheléseket és továbbítja azokat a gép testére vagy vázára. Nyomócsapágy - érzékeli az axiális terheléseket, főleg a függőlegeseket. Osztályozás: 1 A támaszték által érzékelt teljesítményterhelés irányában: 1.1 a radiális csapágyak a forgástengelyre merőlegesen (a sugár mentén) irányított terhelést érzékelik; 1.2 a tolócsapágyak érzékelik a forgástengely mentén irányított terhelést (a tolócsapágyakat nyomócsapágyaknak nevezik); Az 1.3 szögérintkező csapágyak egyszerre érzékelik a sugárirányú és az axiális terhelést, míg a radiális terhelés általában nagyobb, mint az axiális; Az 1.4-es szögirányú nyomócsapágyak radiális és axiális terhelést is felvesznek, de ebben az esetben a radiális terhelés kisebb, mint az axiális. 2 A súrlódás típusától függően: 2.1 gördülőcsapágyak; 2.2 siklócsapágyak

A siklócsapágyak tervezési jellemzőik szerint egy darabra (vak) és osztottra vannak osztva. Az egyrészes siklócsapágyakat (1. ábra) széles körben alkalmazzák ott, ahol a terhelések és csúszási sebességek kicsik (vsk 3 m/s) - műszerekben és vezérlőszerkezetekben. Siklócsapágyak. Általános tudnivalók 1. ábra - Egyrészes (vak) siklócsapágyak: a) a házba beépítve; b) karimás. A karmantyús csapágy egy tartó vagy vezető, amelyben egy csap átcsúszik a persely felületén.

A siklócsapágyak az észlelt terhelés típusa szerint sugárirányúak (3a. ábra) és axiálisak (3b. ábra). Siklócsapágyak. Általános információk 3. ábra - Siklócsapágyak: a) radiális; b) axiális 4. ábra - Önbeálló csapágy Az önbeálló csapágy olyan csapágy, amely képes megváltoztatni a hossztengely alapfelülethez viszonyított szöghelyzetét, azaz követni a tengelycsap szöghelyzetét (4. ábra). . Az önbeálló csapágyakat nagy csaphosszúság és a csapágyegységek esetleges eltolódása esetén használják.

Előnyök: 1 kis méret sugárirányban; 2 jó érzékenység a dinamikus terhelésekre (rázkódás és vibráció); 3 nagy párosítási pontosság; 4 jó bejáratás; 5 nagy tartósság bőséges folyékony kenés mellett; 6 vízben, koptató és korrozív környezetben való munkavégzés képessége (megfelelő anyagválasztás mellett); 7 szerelési lehetőség axiális és sugárirányban egyaránt Hátrányok: 1 nagy méretek axiális irányban; 2 jelentős kenőanyag-fogyasztás; 3 a munkafelületek folyamatos kenőanyag-ellátásának ellenőrzésének szükségessége; 4 nagy indítónyomaték és nagy kopás az indítás során; 5 drága súrlódásgátló anyagok használatának szükségessége a csapágyban. Siklócsapágyak. Általános információ

A siklócsapágyban lévő kenőanyag mennyiségétől függően a következő súrlódási módokat különböztetjük meg: 1) folyadéksúrlódás - a tengelycsap és a csapágy felületeit egy folytonos kenőanyagréteg választja el egymástól, nincs közöttük közvetlen súrlódás; 2) félfolyékony súrlódás - az olajréteg folytonossága megszakad; a csapágy és a tengelycsonk felületei kisebb-nagyobb kiterjedésű területeken érintkeznek a mikroegyenetlenségek csúcsaival; 3) félszáraz (határ) súrlódás - a tengelycsap és a csapágy felületei szinte folyamatosan érintkeznek egymással, nincs elválasztó kenőanyagréteg, az olaj adszorbeált film formájában van a felületeken; 4) száraz súrlódás - a tengelycsap és a csapágy felületei közötti résben a kenőanyag teljesen hiányzik, aminek következtében ezek a felületek folyamatos érintkezésben vannak. Siklócsapágy üzemmódok A csapágy üzemmód jellemzői: - a kenőanyag dinamikus viszkozitása; - a tengely szögsebessége; - átlagos nyomás a csapágyfelületen.

A siklócsapágyak működési módjai Példák a siklócsapágyak önszabályozására. Folyadék súrlódási mód: 1 Növekszik csökken csökken csökken a hőleadás növeli a stabil egyensúlyt. 2 Növekvő Csökkenő Csökkenő Csökkenő hőleadás Stabil egyensúly. Félfolyékony súrlódási mód: Bármilyen tényező, amely hozzájárul a csökkentéshez (olaj viszkozitás csökkenése, terhelés növekedése), a súrlódási tényező növekedését okozza, ennek eredményeként a súrlódási tényező növekedése, növekedése. A helyzetből a kiút a forgási sebesség szabályozása.

A siklócsapágyak kenésére használt zsír a konzisztencia foka (sűrűség, keménység szerint) szerint osztályozható: - szilárd - grafit, molibdén-diszulfid, egyes burkolófémek, például indium; - műanyag (konzisztens, nem csepeghető) - zsír, litol, néhány CIATIM kenőanyag; - folyékony - szerves és ásványi olajok, néha víz és egyéb folyadékok; – gáznemű – levegő, nitrogén, inert gázok (argon). Minél nagyobb a kenőanyag viszkozitása, annál nehezebb kipréselni a csapágy munkahézagából, és így a csap és a csapágyfelület közötti rétege annál vastagabb lehet a közös munkájuk során. Ipari körülmények között a legelterjedtebbek a folyékony és zsíros kenőanyagok. Folyékony kenés alkalmazásakor a csapágy munkarésébe történő kenőanyag-ellátás és a szilárd felületek folyékony kenőanyag réteggel történő elválasztásának módjától függően hidrosztatikus és hidrodinamikus kenési módszereket különböztetnek meg. Siklócsapágy kenés

A hidrosztatikus módszer a súrlódó felületek szétválasztásán alapul a csapágyba szállított kenőanyag statikus magassága (nyomása) miatt, amelyet egy külső forrás (szivattyú) hoz létre. Ezért a hidrosztatikus kenési módszerrel a kenőfolyadékot a tengelycsapra ható fő terhelések (6. ábra) felé táplálják, és a szivattyú nyomását úgy választják meg, hogy a tengelycsap a kenőanyag rétegen lebegjen. Ezt a kenőanyag-utánpótlási módot nagy terhelésű kis fordulatszámú tengelyek csapágyainak kenésére (például hengerművek tengelyeinek csapágyainak kenésére) alkalmazzák, precíziós gépek tengelyeinek hidrosztatikus beállításához. 6. ábra - Siklócsapágy hidrosztatikus kenése Siklócsapágyak kenése

A hidrodinamikus módszer csak a csapágyban lévő csap forgása során valósul meg a kritikus fordulatszám elérése után (7. ábra). Nyugalomban a tengelycsap a csapágyfelületen fekszik (7. a ábra). A csonk szögsebességének növekedésével (7.b ábra) a kenőolaj részecskék a felületéhez tapadva beszívódnak a tengely és a csapágy közötti ékrésbe. 7. ábra - A siklócsapágy hidrodinamikus kenése Ennek eredményeként a tengelycsap felfelé lebegve leválik a csapágyfelületről, a súrlódó felületek teljes szétválása következik be. Az ékrésben kialakuló nyomás egyenes arányban nő az olaj dinamikus viszkozitásával, a tengely fordulatszámával és fordítottan az olajréteg vastagságával. Az ékrétegben a nyomás magas lehet, ezért az olaj a ritkítási zónába kerül, ami nem igényel nagy energiaköltséget a kenéshez és a nagynyomású kenőrendszerekhez (szivattyúk, szűrők, radiátorok, csővezetékek stb.). Siklócsapágy kenés

A siklócsapágyak üzemeltetésének gyakorlatában a következő típusú kopás figyelhető meg: 1) kopás (akkor lép fel, amikor szilárd részecskék kerülnek a csapágy munkarésébe); 2) a fáradtság kipattogtatása pulzáló terhelés hatására; 3) túlmelegedés, amely a száraz súrlódás következménye, és végső soron a csapágyban lévő csonk beszorulásához, horzsolás megjelenéséhez vagy az anyag súrlódásgátló rétegének megolvadásához vezet. Így a siklócsapágy teljesítményének fő kritériuma a dörzsölőpár kopásállósága. A siklócsapágyak tönkremenetelének típusai A súrlódási pár anyagokkal szemben támasztott követelmények: 1) alacsony súrlódási tényező; 2) nagy kopásállóság és fáradtságállóság; 3) jó hővezető képesség; 4) bejáratás és olajnedvesíthetőség.

1) súrlódásgátló öntöttvasak (ACHS, AChV stb.) - nyugodt terhelés mellett, fajlagos nyomás 20 MPa-ig és csúszási sebesség legfeljebb 5 m / s; 2) ónbronzok (BrOTsS5-5-5; BrOF10-1 stb.), ólom és ón-ólom (BrS-30; BrO5S25 stb.), ónmentes (BrA9Zh3L; BrA10Zh4N4L stb.) csúszási sebességgel 12 m/s-ig és fajlagos nyomások 25 MPa-ig; 3) sárgaréz (LAZhMts, LKS stb.) - 2 m/s-ig terjedő csúszási sebességgel és 12 MPa-ig terjedő fajlagos nyomással; 4) babbit, például B89 (89% ón, 9% antimon, a többi réz) - bőséges kenéshez és jó hőelvezetéshez 15 m/s-ig terjedő csúszási sebességnél és 12 MPa fajlagos nyomásnál; 5) alumínium alapú könnyűötvözetek nem kritikus csapágyakhoz (öntött AL3, AL4, AL5, deformálható AK4, AK4-1); 6) nem fémes anyagok (forgácslap, textolit, polikarbonátok, kapron, nejlon, fluoroplasztika, gumi) - 5 m/s-ig terjedő csúszási sebességnél és 10 MPa-ig terjedő fajlagos nyomásnál egyes anyagok (forgácslap, gumi) lehetővé teszik a víz használata kenőanyagként; A PS súrlódási pár anyagai

7) cermet (bronzgrafit, vasgrafit) - legfeljebb 3 m / s csúszási sebességgel, 6 MPa-ig terjedő fajlagos nyomással és kenés hiányával. A cermetre jellemző a nagy porozitás (a pórusok a térfogat 40%-át foglalják el), aminek következtében nagy mennyiségű olajat képes felszívni, ez az olajtartalék általában elegendő a csapágy több hónapos működéséhez kenés nélkül. A csapágyazáshoz a tengelycsapokat termikus vagy kémiai-termikus kezelésnek kell alávetni a munkafelület nagy keménységének elérése érdekében (HRC> 50 ... 55). A csonk átmérőinek gyártási pontossága az ESDP 6 ... 7 minőségének megfelelő, a felületi érdesség Ra 2,5 ... 0,25 mikron. A csonk felületének nagyobb simasága nem kívánatos (rosszabbul tartja vissza a zsírt). A PS súrlódási pár anyagai Az R z 1 csonk és az R z 2 betét mikroérdességeinek magasságának biztosítania kell a folyékony kenési módot. Mert valós körülmények között a csapágyak beszerelésekor tengelyeltérések, alakhibák és hőmérsékleti deformációk lépnek fel, vegyük: az olajréteg minimális vastagságát. 50…55). A csonk átmérőinek gyártási pontossága az ESDP 6 ... 7 minőségének megfelelő, a felületi érdesség Ra 2,5 ... 0,25 mikron. A csonk felületének nagyobb simasága nem kívánatos (rosszabbul tartja vissza a zsírt). A PS súrlódási pár anyagai Az R z 1 csonk és az R z 2 betét mikroérdességeinek magasságának biztosítania kell a folyékony kenési módot. Mert valós körülmények között a csapágyak beszerelésekor tengelyeltérések, alakhibák és hőmérsékleti deformációk lépnek fel, vegyük: az olajréteg minimális vastagságát.

A csapágycsonk fő méreteinek - l hossz és d átmérő - ellenőrzéséhez összehasonlítják a csapágyban lévő számított és megengedett nyomást. Ebben az esetben a tengelycsap és a csapágy érintkezési felületei közötti p átlagos nyomás szilárdsági feltétele a következőképpen írható fel: ahol R a tengelycsapra ható radiális terhelés, [p ] ennek a nyomásnak a megengedett értéke. . Nál nél tervezési számítás a következő feltevést tesszük: a fajlagos nyomást egyenletesen eloszlónak tekintjük mind a csonk átmérője, mind annak hossza mentén. A tervezési számításnál a csapágyhossz-tényező értéke határozza meg. A nem önbeálló támasztékokhoz = 0,4 ... 1,2 (hazai technikában leggyakrabban = 0,6 ... 0,9) ajánlott. Az önbeálló csapágy használata lehetővé teszi a hossztényező = 1,5…2,5 értékig történő növelését. Siklócsapágy számítás

Adott csapágyhossztényezőnél az átmérője a következő összefüggéssel kereshető: A futócsapágy energialeadását a p átlagnyomás és a v csúszósebesség szorzata jellemzi. A csapágy túlmelegedésének megelőzése érdekében ezt a kritériumot is ellenőrizzük: ahol n a tengelytengely forgási sebessége. Az utolsó kifejezés alapján a csonk-csapágyhéj dörzsölő pár ismert anyagaival kényelmesen meg lehet találni a csapágy hosszát az alábbiak szerint: Siklócsapágyak számítása, majd kiszámolhatja a csapágy szükséges átmérőjét:

A tengelyeket és a tengelyeket speciális alkatrészek támasztják alá, amelyek támasztékok. A „csapágy” név a „tövis” szóból származik ( angol tengely, németzappen, gall.Shiffen- tengely). Tehát korábban a tengely szárainak és nyakának nevezték, ahol valójában a csapágyak vannak felszerelve.

A csapágy célja, hogy megbízható és pontos kapcsolatot biztosítson a forgó (tengely, tengely) rész és az állóház között. Ezért a csapágy fő jellemzője az illeszkedő részek súrlódása.

A súrlódás jellege szerint a csapágyakat két nagy csoportra osztják:

siklócsapágyak (siklósúrlódás);

gördülőcsapágyak (gördülő súrlódás).

Siklócsapágyak

Az ilyen csapágyak fő eleme egy súrlódásgátló anyagból vagy legalább súrlódásgátló bevonattal ellátott betét. A bélés a tengely és a csapágyház közé van beépítve (behelyezve).

A csúszósúrlódás minden bizonnyal nagyobb, mint a gördülési súrlódás, azonban a siklócsapágyak előnyei számos alkalmazási területen rejlenek:

leszerelhető szerkezetekben (lásd az ábrát);

nagy fordulatszámon (gázdinamikus csapágyak turbóhajtóművekben n  10.000 ford./perc );

szükség esetén a tengelyek pontos központosítása;

nagyon nagy és nagyon kis méretű gépekben;

vízben és más agresszív közegben.

Az ilyen csapágyak hátrányai a súrlódás és a drága súrlódásgátló anyagok szükségessége.

Ezenkívül a siklócsapágyakat kis sebességű, kis felelősségű segédmechanizmusokban használják.

A siklócsapágyak tipikus hibáit és meghibásodásait a súrlódás okozza:

hőmérsékleti hibák (a bélés elakadása és olvadása);

csiszoló kopás;

a terhelés lüktetéséből adódó fáradási károsodás.

A csúszó csapágyegységek tervezési lehetőségeinek sokfélesége és összetettsége mellett kialakításuk elve az, hogy a ház és a tengely közé vékonyfalú, súrlódásgátló anyagból, általában bronzból vagy bronzötvözetekből készült perselyt szerelnek fel, valamint enyhén terhelt műanyagból készült mechanizmusok. Sikeres tapasztalatok vannak az M753 és M756 dízelmotorokban a legfeljebb 4 mm vastagságú, acélszalagból és AO 20-1 alumínium-ón ötvözetből készült, vékony falú bimetál bélések üzemeltetésében.

A legtöbb radiális csapágy hengeres héjjal rendelkezik, amely azonban a tengelyen lévő hornyok és a héj lekerekített élei miatt axiális terhelést is felvesz. A kúpos perselyes csapágyakat ritkán használják, kis terhelésekre használják, amikor a mechanizmus pontosságának megőrzése érdekében szisztematikusan ki kell küszöbölni ("nyomon követni") a csapágy kopási hézagát.

A csapágyak kopásmentes működése érdekében a csapágyak és a perselyek felületét megfelelő vastagságú kenőanyag réteggel kell elválasztani. A csapágy működési módjától függően a következők lehetnek:

félfolyékony súrlódás amikor a tengely és a bélés egyenetlenségei összeérhetnek és ezeken a helyeken megragadják és elválasztják a bélés részecskéit. Az ilyen súrlódás kopáshoz vezet, még akkor is, ha kívülről nem jut be por.

A siklócsapágyak többségének számításakor a folyadéksúrlódási mód biztosítása a fő kritérium. Ugyanakkor a működőképesség a kopás és elakadás kritériumai szerint biztosított.

A siklócsapágy szilárdságának, és ebből következően a teljesítményének ismérve a súrlódási zónában fellépő érintkezési feszültségek, vagy – ami elvileg megegyezik – az érintkezési nyomás. A számított érintkezési nyomást összehasonlítjuk a megengedett értékkel p = N / (l d )  [ p ] . Itt N a normál tengelynyomásnak a perselyre ható ereje (támasztó reakció), l - a csapágypersely munkahossza, d a tengelycsonk átmérője.

Néha kényelmesebb összehasonlítani a nyomás és a csúszási sebesség számított és megengedett szorzatát. A csúszási sebesség könnyen kiszámítható, ismerve a tengely átmérőjét és sebességét.

A nyomás és a csúszási sebesség szorzata jellemzi a hőtermelést és a csapágykopást. A legveszélyesebb a mechanizmus elindításának pillanata, mert. nyugalomban a tengely lesüllyed („lefekszik”) a bélésen, és a mozgás elején elkerülhetetlen a száraz súrlódás.

GÖRDÜLŐCSAPÁGYOK

Kialakításuk elve az, hogy a tengely és a test között azonos kerek testek csoportja, úgynevezett gördülő testek jelen vannak.

Ezek lehetnek golyók, vagy görgők (rövid vastag vagy hosszú tű alakúak), vagy kúpos görgők, vagy hordó alakúak, vagy akár csavarrugók. Jellemzően a csapágy önálló összeszerelési egységként készül, amely a külső és a belső gyűrűkből áll, amelyek közé a gördülőelemek kerülnek.

Az egymással való szükségtelen érintkezés és a kerületen való egyenletes eloszlás elkerülése érdekében a gördülő elemeket egy speciális gyűrű alakú ketrecbe - egy elválasztóba - zárják ( lat.Separatum- Ossza meg).

Egyes kiviteleknél, ahol a radiális méretek csökkentéséért kell küzdeni, az ún. "gyűrű nélküli" csapágyak, ha a gördülőelemeket közvetlenül a tengely és a ház közé szerelik. Könnyen kitalálható azonban, hogy az ilyen szerkezetek bonyolult, egyedi és ebből következően költséges össze- és szétszerelést igényelnek.

A gördülőcsapágyak előnyei:

alacsony súrlódás, alacsony hő;

kenésmegtakarítás;

magas szintű szabványosítás;

költséges súrlódásgátló anyagok megtakarítása.

A gördülőcsapágyak hátrányai:

nagy méretek (különösen radiális) és tömeg;

magas követelmények a szabványos méret kiválasztásának optimalizálására;

gyenge rezgésvédelem, ráadásul maguk a csapágyak is rezgéskeltőek a gördülőelemek méretének egészen kicsi, elkerülhetetlen ingadozása miatt.

A gördülőcsapágyakat a következő fő jellemzők szerint osztályozzák:

a gördülő elemek alakja;

méretek (axiális és radiális);

méretpontosság;

az észlelt erők iránya.

A gördülőelemek alakja szerint a csapágyakat a következőkre osztják:

Labda(nagy sebességű, önbeállásra képes a forgástengely bizonyos eltérésének lehetősége miatt);

Henger- kúpos, hengeres, tű alakú (teherbíróbb, de a forgástengely precízen rögzített helyzete miatt nem tudnak önbeállni, kivéve a hordó alakú görgőket).

Radiális méretek szerint a csapágyak hét sorozatba vannak csoportosítva:

Az axiális méretek szerint a csapágyakat négy sorozatba sorolják:

Pontossági osztályok szerint a csapágyakat a következőképpen különböztetjük meg:

"0" – normál osztály;

"6" - megnövelt pontosság;

"5" - nagy pontosság;

"4" - különösen nagy pontosság;

"2" - ultra-nagy pontosság.

A csapágy pontossági osztályának kiválasztásakor emlékezni kell arra, hogy "minél pontosabb, annál drágább".

Az észlelt erők szerint minden csapágy négy csoportra van osztva. A radiális kiszámítása F r és axiális F a a tengelytámaszok reakciója, a tervező választhat:

Sugárirányú csapágyak (ha F r << F a ), csak sugárirányú terhelést és enyhe axiális terhelést észlel. Ezek hengeres hengerek (ha F a = 0 ) és mélyhornyú golyóscsapágyak.

Szögletes érintkezés csapágyak (ha F r > F a ), nagyobb radiális és kisebb axiális terheléseket érzékel. Ezek szögletes érintkezőgömbök és kis kúpos szögű kúpos görgők.

Tolóerő-radiális csapágyak (ha F r < F a ), nagy axiális és kisebb radiális terhelést észlel. Ezek nagy kúpszögű kúpgörgős csapágyak.

Nyomócsapágyak, "lökések" (ha F r << F a ), csak axiális terhelést vesz fel. Ezek a tológolyós és a tológörgős csapágyak. Nem tudják központosítani a tengelyt, és csak radiális csapágyakkal együtt használhatók.

A gördülőcsapágyak anyagait a gyűrűk és gördülőelemek keménységére és kopásállóságára vonatkozó magas követelmények figyelembevételével határozzák meg.

Golyóscsapágyas, magas széntartalmú krómacélokat, ShKh15 és ShKh15SG, valamint edzett 18KhGT és 20Kh2N4A ötvözött acélokat használ.

A gyűrűk és görgők keménysége általában HRC 60  65 , és a labdáknak van egy kicsit több - HRC 62  66 , mivel a labda érintkezési nyomásterülete kisebb. A ketrecek enyhe szénacélból vagy súrlódásgátló bronzból készülnek a nagy sebességű csapágyakhoz. Széles körben bevezetik a duralumíniumból, cermetből, textolitból, műanyagból készült elválasztókat.

A meghibásodások okai és a csapágyak kiszámításának kritériumai

A csapágydinamika fő jellemzője a váltakozó terhelés.

A gördülő elemek ciklikus gördülése kifáradási mikrorepedés megjelenéséhez vezethet. A folyamatosan gördülő gördülő elemek ebbe a mikrorepedésbe nyomják a kenőanyagot. A kenőanyag pulzáló nyomása kitágul és fellazítja a mikrorepedést, ami a fáradtság hámlásés a végén a gyűrű törésére. Leggyakrabban a belső gyűrű eltörik, mert. kisebb, mint a külső, következésképpen ott nagyobbak a fajlagos terhelések. A gördülőcsapágyak meghibásodásának fő típusa a kifáradásból eredő repedés.

A csapágyaknál statikus és dinamikus túlterhelések is előfordulhatnak, amelyek tönkreteszik a gyűrűket és a gördülő elemeket.

Ezért a gép tervezésénél először is meg kell határozni a fordulatok (ciklusok) számát, amelyet a csapágy garantáltan elvisel, másodsorban pedig azt, hogy a csapágy mekkora megengedett legnagyobb terhelést tud elviselni.

Következtetés: a csapágy teljesítménye megmarad, ha két kritérium teljesül:

Tartósság.

Teherbírás.

A csapágy névleges élettartamának számítása

A névleges élettartam a ciklusok (vagy órák) száma, ameddig a csapágynak futnia kell, mielőtt a fáradás első jelei megjelennének. Van egy empirikus (tapasztalatból megállapított) kapcsolat a névleges élettartam meghatározására L n = ( C / P )  , [ millió forradalom ] ,

ahol Val vel - teherbírás, R - egyenértékű dinamikus terhelés,  = 0,3 labdákhoz,  = 0,33 görgőkhöz.

A névleges élettartam órákban is kiszámítható

L h = (10 6 / 60 n ) L n , [ órák ] ,

ahol n - tengely forgási frekvenciája.

Az egyenértékű dinamikus terhelés olyan állandó terhelés, amelynél a csapágy élettartama megegyezik a valós üzemi feltételekkel. Itt a radiális és szögérintkezős csapágyak esetében radiális terhelésről van szó, a toló- és radiális nyomócsapágyaknál pedig a központi axiális terhelésről.

Az ekvivalens dinamikus terhelést a tapasztalati képlet alapján számítjuk ki

P= (V X F r + Y F a ) K B K T ,

ahol F r , F a – a tartók radiális és axiális reakciói;

V – a terhelésvektor elfordulási együtthatója ( V = 1 ha a belső gyűrű forog, V = 1,2 ha a külső gyűrű forog)

x , Y - a radiális és axiális terhelések együtthatói a csapágyak típusától függően a referenciakönyvből kerülnek meghatározásra;

Nak nek B az a biztonsági tényező, amely figyelembe veszi a dinamikus működési feltételek hatását ( Nak nek B = 1 felszereléshez, Nak nek B = 1,8 gördülőállományhoz),

Nak nek T - hőmérsékleti rezsim együttható (legfeljebb 100 ról ről Val vel Nak nek T = 1 ).

A névleges terhelés az az állandó terhelés, amelyet egyforma csapágyak csoportja egymillió fordulatig képes elviselni. Itt a radiális és szögérintkezős csapágyak esetében radiális terhelésről van szó, a toló- és radiális nyomócsapágyaknál pedig a központi axiális terhelésről. Ha a tengely percenként egy fordulatnál lassabban forog, akkor ez statikus terhelési névleges érték. C 0 , és ha a forgás percenkénti egy fordulatnál gyorsabb, akkor dinamikus teherbírásról beszélnek C . A teherbírást a csapágy tervezésekor számítják ki, egy kísérleti csapágytételen határozzák meg, és beírják a katalógusba.

A gördülőcsapágyak kiválasztásának eljárása

Egy tapasztalt tervező hozzárendelhet egy adott csapágytípust és -méretet, majd elvégezheti az ellenőrző számítást. Itt azonban nagy tervezési tapasztalatra van szükség, mert sikertelen választás esetén előfordulhat, hogy a szilárdsági feltétel nem teljesül, akkor más csapágyat kell kiválasztani, és meg kell ismételni az ellenőrző számítást.

A számos „próbálkozás és hiba” elkerülése érdekében lehetőség van egy tervezési számítási elven alapuló csapágykiválasztási technikát javasolni, amikor a terhelések ismertek, beállítjuk a szükséges tartósságot, és ennek eredményeként egy konkrét csapágyméretet. katalógus határozza meg.

A kiválasztási eljárás öt szakaszból áll:

A szükséges csapágy élettartamot a fordulatszám és az ügyfél által megadott gépélettartam alapján számítják ki.

A támasztékok korábban talált reakciói szerint kiválasztják a csapágy típusát (radiális, radiális tolóerő, tolóerő-radiális vagy tolóerő), a sugárirányú és axiális terhelések együtthatóit megtalálják a könyvtárból. x , Nál nél .

Az egyenértékű dinamikus terhelés kiszámítása.

Meghatározzák a szükséges teherbírást C = P * L ( 1/ α ) .

A katalógus szerint a szükséges teherbírás alapján a csapágy meghatározott szabványméretét ("számát") választják ki, és két feltételnek kell teljesülnie:

a katalógus szerinti teherbírás nem kisebb a szükségesnél;

A csapágy belső átmérője nem kisebb, mint a tengely átmérője.

A csapágyegységek tervezési jellemzői