Подшипники. Часть 1

Детали, поддерживающие шипы и шейки осей и валов, называются подшипниками. Различают подшипники скольжения и качения. К подшипникам скольжения относятся такие, у которых опорный участок вала (шип, шейка, пята) скользит по поверхности подшипника. В подшипниках качения основными элементами являются тела качения (шарики, ролики и др.), благодаря которым трение скольжения заменено трением качения. В подшипниках качения потери на трение меньше, чем в подшипниках скольжения.

Подшипники скольжения. В подшипниках скольжения возможны следующие виды трения:

• полусухое, характеризуемое недостаточным между трущимися поверхностями слоем смазки и в результате этого наибольшим износом и низким к. п. д. (0,1—0,25);
• полужидкостное, характеризуемое наличием тонкого слоя смазки, при котором происходит касание вершин неровностей трущихся пар, к. п. д. (0,05—0,1);
• жидкостное, характеризуемое наличием между трущимися поверхностями слоя смазки, исключающего контакт металла с металлом.

С увеличением скорости движения в подшипнике скольжения наблюдается переход из полусухого трения (в начале разгона) в полужидкостное трение (на средних оборотах) и в жидкостное трение (при номинальной скорости). Увеличение нагрузки или уменьшение скорости скольжения приводит к контактированию неровностей и образованию полужидкостного или полусухого трения. Естественно, что для увеличения срока службы подшипника необходимо, чтобы работа происходила в режиме жидкостного трения. Для возникновения жидкостного трения необходимо, чтобы выполнялись следующие условия: целесообразная форма русла, в котором движется смазочная жидкость; достаточная скорость движения поверхностей, чтобы в масляном слое создалось давление, способное уравновесить внешнюю нагрузку. Эта теория впервые была сформулирована проф. Н. П. Петровым в 1883 г., которая носит название гидродинамической теории смазки.

Сущность этой теории заключается в следующем. В состоянии покоя монтажные зазоры между трущимися поверхностями заполнены смазкой. При вращении вал увлекает за собой смазочную жидкость.

Вследствие накопления жидкости в клинообразном раструбе возникают гидродинамические усилия, которые поднимают вал и уравновешивают нагрузку, действующую на него. Смазка не только уменьшает трение, но и амортизирует динамические удары.