Сила в зацеплении. Расчет прочности зубьев косозубых передач по контактным напряжениям, страница 2

Поверхности с сухим трением, применяются в тех случаях, когда наличие какой либо смазочной среды в узле недопустимо, это в первую очередь подшипники скольжения основанные на современных материалах, таких как фторопласт  всевозможные металлокерамические сочетания с включением фторопласта или графита .

Фторопласт.

Достоинства: Фторопласт имеет плотность порядка 4 кг/дм³ , имеет очень низкий коэффициент трения скольжения, допускает высокие удельные нагрузки, причём коэффициент трения скольжения с повышением удельной нагрузки снижается.

 Недостатки : при температуре порядка 400⁰С фторопласт разрушается с выделением ядовитого фтора. Так как фторопластовые подшипники часто используются без жидкой смазки они очень чувствительны к абразивности среды в которой они работают. При попадании абразивных частиц на поверхность они внедряются в неё при этом резко падают все характеристики.

Для повышения износостойкости делают металлокерамические композиции. Для этого смешивают мелкодисперсные порошки и спекают их под большим давлением сразу же формируя форму подшипника.

Возможны композиции с использованием графита, из химии вы знаете что  графит имеет структуру.

Углеродные.

Достоинства: Работают в диапазоне температур -200 +1000 ⁰С. Имеют низкий коэффициент трения 0.04 ¸0.05,  химически инертны, поэтому обладают высокой коррозионной стойкостью

 Недостатки : изнашивается поверхность, что приводит к изменению формы сопрягающихся поверхностей.

Недостатки компенсируются в газодинамических подшипниках в момент старта.

Традиционный подшипник скольжения - поверхности скольжения с жидкой смазкой используют жидкость в качестве смазывающего материала в виде тонкой плёнки. Нагрузка с шипа на вкладыш передаётся прямым контактом а смазка уменьшает коэффициент трения. При этом смазки бывают жидкие и сухие (графитсодержащие).

Гидродинамические подшипники скольжения в том случае, если слой жидкости достаточно толстый, вал вовлекает в движение жидкую смазку за счёт высокой вязкости последней и опорная часть шипа всплывает.

Показать

Гидростатические подшипники - в область соприкосновения шипа и вкладыша под высоким давлением, обеспечивающим всплытие вала нагнетается жидкая смазка.

Показать

Газостатические подшипники, работают на том же принципе используются в тех случаях когда недопустимо использование смазки. Очевидным достоинством последних можно считать отсутствие ограничений на расход смазочного материала. В силу того что вязкость газов меньше вязкости жидкостей на 3 - 4 порядка значительно ниже коэффициент трения, но невозможно создать газодинамический подшипник.

Материалы вкладышей:

Бронзы : оловянные, свинцовые, кремневые, алюминиевые композиции наиболее массовые. Недостатки плохо прирабатываются и окисляют масло.

Чугун : благодаря содержанию свободного графита. Достоинства низкая цена . Недостатки невысокие скорости и удельные нагрузки.

Баббит: оловянно-свинцовые и другие композииции, достоинства не окисляет масло мало изнашивает вал. Недостатки - хрупок.

Пластмассы : кроме фторопласта могут быть использованы капрон, достоинства могут работать на водной смазке, недостатки недостаточная прочность.

Металлокерамические композиции: достоинства комбинации материалов позволяют использовать плюсы одних для компенсации недостатков других. Минусы высокая относительная цена (пока).

Подшипники качения:

коэффициент трения качения f = 0,0015¸0,006

Классификация по форме тел качения шариковые, роликовые, игольчатые.

Классификация по направлению воспринимаемой нагрузки радиальные, радиально-упорные, упорно-радиальные и упорные.

Самоустанавливающиеся внешняя поверхность качения сфера.

Показать

Игольчатые - малые габариты

Динамическая грузоподъёмность и ресурс связаны соотношениями

  

где : С - динамическая грузоподъёмность;

L - ресурс миллионов оборотов ;

L_h– рассчётный ресурс  миллионов оборотов таблично;

p -  показатель степени для шариковых =3 для роликовых = 10/3.

P - эквивалентная нагрузка.

где : V- коэффициент вращения равный 1 при вращении внутреннего кольца и 1.2 при вращении внешнего кольца.

X, Y  - коэффициенты учитывающие разное повреждающее действие радиальной и осевой нагрузки таблично из справочников;

К_б - коэффициент безопасности, учитывающий динамическую нагрузку от 1 до 3 таблично из справочников;

К_Т - температурный коэффициент при рабочих температурах свыше 100⁰ С таблично из справочников.