Большая Советская Энциклопедия (ПО)

Энергетические потери в П. к. представляют собой результат сложного физического процесса. Момент сопротивления определяется одновременным действием ряда явлений: проскальзыванием тел качения по площадкам контакта и гнёздам сепаратора, потерями на внутреннее трение в материале контактирующих тел (упругий гистерезис ), скольжением массивного сепаратора по центрирующим бортам колец, сопротивлением смазки (см. Смазка в технике) и внешней среды (см. Трение внешнее ). Момент сопротивления можно приближённо определять, используя условное понятие о приведённом безразмерном коэффициентом трения f_np : M = 0,5P xf_np xd, где Р — нагрузка на подшипник; d — диаметр отверстия в подшипнике.

Величина f_np = 0,0015—0,02 (меньшие значения принимают для шарикоподшипников, работающих при радиальных нагрузках и жидкой смазке). Для смазки П. к. применяют различные смазочные материалы : жидкие масла, пластичные смазки и в особых случаях твёрдые материалы. Наиболее благоприятные условия для работы П. к. обеспечивают жидкие масла, для которых характерны такие признаки, как стабильность при работе, сравнительно небольшое сопротивление вращению, способность хорошо отводить тепло, очищать подшипники от продуктов износа. Пластичные смазки лучше, чем жидкие масла, защищают поверхности от коррозии, для удержания их в узле не требуется сложных уплотнений.

П. к. рассчитывают на долговечность (ресурс) по динамической грузоподъёмности и на статическую грузоподъёмность. Методы расчёта в СССР стандартизированы и соответствуют рекомендациям СЭВ и ИСО (Международной организации по стандартизации). Под долговечностью П.к. понимается расчётный срок службы, выраженный числом оборотов или числом часов работы, в течение которых не менее 90% из данной группы подшипников при одинаковых условиях должны отработать без появления признаков усталости металла (выкрашивания). Связь между расчётным ресурсом в млн. оборотов (L ) или в часах (L_h ) и эквивалентной динамической нагрузкой (Р ) устанавливается эмпирическими зависимостями:

 млн. оборотов;

 ч, где С — динамическая грузоподъёмность подшипника, постоянная радиальная или осевая (для упорных и упорно-радиальных П. к.) нагрузка, которую группа идентичных П. к. при неподвижном наружном кольце сможет выдержать в течение расчётного срока службы в 1 млн. оборотов вращающегося внутреннего кольца; Р — эквивалентная динамическая нагрузка, постоянная радиальная или осевая (для упорных и упорно-радиальных) нагрузка, которая при приложении её к П. к. с вращающимся внутренним и неподвижным наружным кольцом обеспечит такой же расчётный срок службы, как и при действительных условиях нагружения и вращения (значение Р определяется по формулам, в которых комбинированная нагрузка приводится к радиальной или осевой, эквивалентной по своему разрушающему действию); a — показатель степени, равный 3 для шарикоподшипников и 3,33 для роликоподшипников; n — частота вращения в об/мин. По статической нагрузке подбирают или проверяют П. к., воспринимающие внешнюю нагрузку в неподвижном состоянии или при вращении с частотой не более 1 об/мин.

Под статической грузоподъёмностью (C _{) принято понимать такую нагрузку на П. к., от действия которой в наиболее нагруженной зоне контакта возникает общая остаточная деформация тел качения и колец, не превышающая 0,0001 диаметра тела качения. Значения динамической и статической грузоподъёмности в кгс (н ) указывают в каталогах для каждого типоразмера подшипника. По мере повышения качества П. к. эти значения увеличиваются. Значительное повышение долговечности П. к. возможно, например, в результате совершенствования технологии, применения электрошлакового, вакуумно-дугового и двойного (электрошлакового и вакуумно-дугового) переплавов сталей.}

Лит.: Подшипники качения. Справочное пособие, М., 1961; Детали машин. Атлас конструкций, под ред. Д. Н. Решетова, 3 изд., М., 1968; Спришевский А. И., Подшипники качения, М., 1969; Детали машин. Расчёт и конструирование. Справочник, под ред. Н. С. Ачеркана, 3 изд., т. 1, М., 1968; Подшипники качения. Каталог-справочник, М., 1972: ГОСТ 18854-73; ГОСТ 18855-73.

В. Н. Иванов.

Рис. 3. Основные типы подшипников качения: а — шарикоподшипник радиальный однорядный; б — шарикоподшипник радиальный двухрядный сферический (самоустанавливающийся); в — роликоподшипник с короткими цилиндрическими роликами радиальный однорядный без бортов на наружном кольце; г — роликоподшипник с витыми роликами радиальный однорядный; д — роликоподшипник с игольчатыми роликами радиальный с бортами на наружном кольце; е — роликоподшипник сферический с асимметричными роликами радиальный двухрядный; ж — шарикоподшипник радиально-упорный однорядный; з — роликоподшипник с коническими роликами радиально-упорный однорядный; и — шарикоподшипник упорный одинарный.

Рис. 1. Конструкция шарикоподшипника: 1 - наружное кольцо; 2 - внутреннее кольцо; 3 - шарик; 4 - сепаратор (штампованный).

Рис. 1. Узел с подшипником качения, выполненным без внутреннего кольца (т. н. совмещенные опоры).

Рис. 4. Некоторые конструктивные разновидности подшипников: а — с канавкой на наружном кольце; б — с одной защитной шайбой; в — с двухсторонним уплотнением; г — с однобортовым внутренним кольцом и с плоским упорным кольцом; д — с коническим отверстием; е — на закрепительной втулке; ж — сдвоенные; з — с разъёмным внутренним кольцом.

Подшипник скольжения

Подши'пник скольже'ния , опора пли направляющая механизма или машины , в которой трение происходит при скольжении сопряжённых поверхностей. По направлению восприятия нагрузки различают радиальные и осевые (упорные) П. с. В зависимости от режима смазки П. с. делятся на гидродинамические и гидростатические, газодинамические и газостатические (роль смазки выполняет воздух или нейтральный газ), с твёрдой смазкой. Существует множество конструктивных типов П. с.: самоустанавливающиеся, сегментные, самосмазывающиеся и др.

Радиальные П. с. обычно выполняются в виде втулки, двух или более вкладышей, полностью или частично охватывающих вал. Такие П. с. работают главным образом в режиме жидкостного или полужидкостного трения. Смазка подводится через отверстия во вкладышах (рис. 1 , а), кольцевые или местные винтовые канавки и карманы, находящиеся в зоне разъёма (рис. 1 , б). Радиальные П. с. применяются в буксовых узлах вагонов, в опорах двигателей внутреннего сгорания, турбогенераторов и др. П. с. тяжело нагруженных опор (например, валков прокатных станов) имеют диаметры от 140 до 1200 мм, относительный зазор, т. е. отношение разности диаметров отверстия втулки и шейки вала к диаметру отверстия втулки (см. рис. 1 , а)

, принимается равным 0,0003—0,002, а отношение

 равным 0,6—0,9. При этих условиях обеспечивается работа в диапазонах относительных скоростей скольжения от 0,2 до 60 м/сек и удельных давлений 5—25 Мн/м² (50—250 кгс/см² ). В форсированных двигателях внутреннего сгорания удельные давления на П. с. могут достигать 30—35 Мн/м² (300—350 кгс/см² ). Высокоскоростные П. с. жидкостного трения выполняются с жёсткими вкладышами (рис. 2 , а, б, в) или самоустанавливающимися в виде качающихся (рис. 2 , г), свободных (рис. 2 , д) и кольцеобразных «плавающих» (рис. 2 , е) вкладышей.

Осевыми П. с. являются простые подпятники , сегментные упорные подшипники (рис. 3 ); по характеру работы к ним относят также торцовые уплотнения, ползуны и крейцкопфы . Сегментный упорный П. с. состоит из неподвижных или качающихся опорных подушек, образованных набором секторов, и упорного диска или кольца на вращающемся валу. Подушки имеют небольшой наклон к плоскости упорного диска. Способность самоустанавливаться обеспечивается пружинами, качающимися опорами, гидравлической системой или упругим деформированием. Упорные П. с. широко используются в опорах турбо- и гидрогенераторов. В П. с. крупных гидрогенераторов диаметр диска может достигать 4,5 м и нести нагрузку до 4000 тс.

Гидро- и газодинамические подшипники работают в режиме, при котором поверхности трения разделяются слоем жидкости или газа в результате действия давления, возникающего в вязком смазочном слое вследствие относительного движения поверхностей. В гидро- и газостатическом П. с. полное разделение поверхностей трения деталей, находящихся в относительном движении или покое, осуществляется смазочным материалом , поступающим под внешним давлением в зазор между поверхностями. Существуют также П. с., называемые гидростатодинамическими, которые часть времени, например при пуске, работают как гидростатические, а в основном режиме — как гидродинамические.

Расчёт П. с., работающих в режиме разделения поверхностей трения смазочным слоем, производится на основе гидродинамической теории смазки. При расчёте определяются минимальная толщина смазочного слоя (обычно измеряемая в мкм ), давление в смазочном слое, температура и расход смазочных материалов. Изготовляют П. с. из металлических и неметаллических подшипниковых антифрикционных материалов .

Лит.: Дьячков А. К., Подшипники скольжения жидкостного трения, М., 1955; Коровчинский М. В., Теоретические основы работы подшипников скольжения, М., 1959; Чернавский С. А., Подшипники скольжения, М., 1963; Подшипники скольжения, Бухарест, 1964; Гидродинамические опоры прокатных валков, М., 1968; Снеговский Ф. П., Опоры скольжения тяжёлых машин, М., 1969; Токарь И. Я., Проектирование и расчёт опор трения, М., 1971.