Поиск по номеру

Производители

Производитель подшипников SKF
Производитель подшипников FAG
Производитель подшипников NSK
Производитель подшипников KOYO
Производитель подшипников NTN
Производитель подшипников INA
Производитель подшипников FBJ
Производитель подшипников TIMKEN
Производитель подшипников ISB
Производитель подшипников NACHI
Производитель подшипников ГПЗ
Производитель подшипников NIS
Производитель подшипников JED
Производитель подшипников CRAFT
Производитель подшипников ZWZ
Производитель подшипников ZEN

Новости

Поиск по размерам

    Расчет подшипников скольжения при граничной смазке

    Методы расчета опорных узлов скольжения, функционирующих при граничной смазке, открывают широкие возможности для конструирования подшипников. Благодаря им существенно упрощается подбор материалов, выбор оптимальных геометрических размеров и определение коэффициента трения в тех или иных случаях. Также возможно точное определение срока службы изделия, что очень важно для современного производства. Сегодня такие методики пока еще находятся на этапе развития, но в этом отношении уже сделаны серьезные наработки.

    Самыми популярными способами расчетов таких подшипников являются расчеты с точки зрения стойкости к износу и нагреванию в процессе работы. Износостойкость может быть найдена лишь практическим путем, в ходе испытаний, поэтому расчет подшипников скольжения выполняют с использованием данных о среднем условном давлении.

    Когда скорость скольжения в подшипнике возрастает, в зоне, где происходит трение, повышается температура. При этом значение предельно допускаемого давления стремится вниз, что позволяет использовать при расчетах работоспособности узла простой критерий p∙υ, в котором важнейшим показателем является выделение тепла в подшипнике при его работе. Предельно допускаемое давление определяется как давление среднее, вызывающее разрушение материала, из которого изготовлена деталь.

    Чтобы упростить расчеты, величина этого давления, определенная в ходе лабораторных испытаний, приводится в справочных таблицах. Но при выборе соответствующего показателя необходимо учитывать очень важный нюанс – значение из таблицы актуально лишь в том случае, если рассчитываемый подшипник скольжения эксплуатируется точно в таких же условиях, как и лабораторный образец. На процесс трения при граничной смазке влияют десятки различных факторов, и предельно допускаемое давление сильно зависит от этих условий.

    В реальных условиях способность выдерживать рабочие нагрузки, а также долговечность подшипников скольжения, в значительной степени зависят от того, какие материалы были использованы при их изготовлении. Тем не менее, существуют методу увеличения сопротивления опорных деталей к износу, позволяющие увеличить их срок службы в десятки, а иногда и сотни раз.

    Что такое граничная смазка?

    В современной механике понятие граничная смазка определяется как смазка, которая обеспечивает трение и износ частей подшипника, соприкасающихся друг с другом в процессе эксплуатации, в соответствии со свойствами материала, отличными от объемных свойств. Точное определение этого понятия содержится в действующих государственных стандартах, в частности в ГОСТ 27674-88. Такой расчет на порядок точнее, чем методика расчета при жидкостном трении, так как при его выполнении учтены гораздо больше факторов, действующих на рабочие поверхности изделия.

    Коэффициент трания, износа подшипника

    Из приведенной схемы хорошо видно, что при граничной смазке коэффициент трения и долговечность детали определяется не только свойствами материалов, из которых изготовлены соприкасающиеся поверхности, но и особенностями смазочного материала. Учитывая это, инженеры относят смазку к конструкционным материалам, которые задаются при проектировании подшипника. Именно поэтому замена смазки в процессе эксплуатации узла трения на усмотрение потребителя строго запрещена. Такое изменение приводит к изменению параметров подшипника скольжения, причем, как правило, не в лучшую сторону.

    Самостоятельный выбор материалов для пары скольжения потребителем практически невозможен, так как этот процесс является очень сложным и требует высокой квалификации специалиста. Теоретические основы такого подбора изложены в работах Г.В. Виноградова, И.В. Крагельского, А.С. Ахматова, Д. Тейбора и О.П. Боудена. В большинстве из этих научных трудов указано, что граничная смазка может обеспечиваться смазкой, которая находится в следующих состояниях: твердом, жидком и пластичном.

    Закономерности, действующие при трении в условиях присутствия смазки, подробно описаны в молекулярно-механической теории И.В. Крагельского. В ней четко указано, что на эти принципы накладывается еще несколько отдельных явлений, происходящих в смазочных слоях, образовавшихся на поверхностях. Эти слои образуются благодаря контакту твердой поверхности с микрочастицами, и даже атомами и молекулами, неизбежно присутствующими на поверхности материала детали.

    Одним из важнейших явлений такого плана является эффект адсорбционного пластифицирования, который был открыт профессором П.А.Ребиндером. Работа ученого раскрывает особенности воздействия влияния поверхностно-активных веществ, сокращенно называемых ПАВ, на верхние слои материалов при их трении. Еще один важный фактор – эффект Дерягина, который выражается в расклинивании взаимодействующих граничных слоев в присутствии ПАВ. Этот процесс вызывает сопротивление смазочного слоя утоньшению, которое типично для пар трения, работающих под нагрузкой.

    Открытие этих и многих других интересных явлений, позволило использовать их для максимально эффективного выбора материалов для производства подшипников скольжения и созданию новых, максимально эффективных. Кроме этого знания о таких процессах дают возможность существенно сократить энергоемкость узлов трения и вывести их долговечность на совершенно новый уровень. Сотни научных работ посвящены трибологическим свойствам пар трения, но простые и точные расчетные зависимости для подшипников скольжения, к сожалению, пока не существуют.

    В связи с этим нужно признать, что, несмотря на успехи науки, сделанные за последние десятилетия в этом направлении, расчет долговечности и точного коэффициента трения узла скольжения, без проведения лабораторных испытаний на стендах, пока невозможен. В настоящее время интенсивность процесса износа и определение коэффициента трения могут быть определены при проведении комплексных исследований узла, в которые входят три этапа: стендовые испытания, лабораторные исследования и наблюдения в ходе эксплуатации детали.

    Для лабораторных исследований используют специальные установки, позволяющие имитировать множество различных факторов, воздействующих на деталь. Результатом этой работы является составление оптимального сочетания из материалов, составляющих пару трения в подшипнике и смазочного материала, обеспечивающего оптимальную работу опорного узла при определенных условиях эксплуатации.

    Стендовые и эксплуатационные испытания дают возможность точно определить реальную работоспособность материалов, которые были рекомендованы по итогам лабораторных исследований. При этом уточняются важные трибологические характеристики, изучаются тепловые режимы работы узла в тех или иных условиях и определяется такой важный параметр детали как долговечность. Ученые активно работают над упрощением методики расчета подшипников скольжения при граничной смазке и, вполне вероятно, что в скором времени станут доступны более простые и менее затратные по времени и оборудованию точные методы расчетов.

    Яндекс.Метрика