Виды смазки подшипников скольжения

Для нормальной работы подшипника скольжения необходимо наличие смазочного материала между поверхностями вкладыша и цапфой вала. Смазывание – это способ подведения смазочного материала в зону трения, а смазка – это воздействие смазочного материала.

Различают три основных вида смазки подшипников скольжения:

1) граничная смазка, когда поверхности вала и подшип­ника соприкасаются по всей или большей части контактной поверхно­сти; разделительный смазочный слой отсутствует (рис. 2.1, а). Этот вид смазки характерен для пускового периода работы подшипника. Вал неподвижен, масляный слой между цапфой и вкладышем выдавлен, но на поверхностях сохранена тонкая масляная плёнка толщиной порядка 0,1мкм [4,с. 325]. Толщины этой масляной плёнки не хватает для полного разделения трущихся поверхностей опорного узла.

2) полужидкостная смазка, когда сплошность ма­сляного слоя нарушена: поверхности вала и подшипника соприкасают­ся своими микронеровностями на некоторых участках контактной по­верхности. Этот вид смазки характерен для режима разгона привода. Вращающийся вал вовлекает масло в клиновой зазор между цапфой и вкладышем. При увеличении угловой скорости вращения вала в этом клиновом слое создаётся гидродинамическая подъёмная сила, которая способствует тому, что вал всплывает (см. рис. 2.1, б). Однако, отдельные микровыступы задевают друг за друга при относительном вращении вала и вкладыша подшипника;

3) жидкостная смазка, когда трущиеся поверхности вала и подшипника полностью разделены сплошным масляным слоем; при этом непосредственное трение металлических поверхностей вала и подшипника отсутствует (см. рис. 2.1, в). Этот вид смазки характерен для устоявшегося (рабочего) уровня частоты вращения вала. При этом виде смазки отсутствуют заедание и изнашивание поверхностей цапф вала и вкладышей подшипников.

Рис. 21. Схема подшипника жидкостного трения

Граничную и полужидкостную смазкуобъединяют одним понятием: «несовершенная смазка». Большинство подшипников скольжения работает в условиях полужидкостной смазки, а в периоды пуска и останова машины – в условиях граничной смазки.

Жидкостная смазка наиболее благоприятна для работы подшипника скольжения, так как износа металлических поверхностей не про­исходит, потери на трение и тепловыделение в подшипнике весьма малы (коэффициент трения – около 0,001) [10, с.324]. Однако следует помнить, что жидкостное трение возникает лишь в специальных подшипниках скольжения, например: подшипниках жидкостного трения (ПЖТ). Обязательным условием жидкостной смазки является обильная непрерывная подача масла в подшипник.

Условия жидкостной смазки опоры вала под нагрузкой создаются при вращении цапфы вала, установленной эксцентрично в подшипнике скольжения (см. рис. 2.1). При вращении вала масло непрерывно нагнетается в клиновой зазор между цапфой вала и вкладышем подшипника, в ре­зультате цапфа «всплывает» и трущиеся поверхности разделяются слоем масла, преодолевая нагрузки на опору. Этот самоподдерживающийся процесс создания давления в масляном слое носит название гидродинамического эффекта (подробнее о гидродинамической смазке см. в работе П.И. Орлова [10,с.325]).

Полужидкостная смазка может возникнуть в ПЖТ, если толщина масляного слоя недостаточна для предупреждения соприкосновения микронеровностей поверхностей ва­ла и подшипника. При этом потери на трение и вероятность перегре­ва и выхода подшипника из строя выше, чем при жидкостной смазке.

При граничной смазке разделительный масляный слой на контак­тных поверхностях вала и подшипника отсутствует: масло находится на этих поверхностях в виде адсорбированной пленки (адсорбция – поверхностное поглощение).

Если подавать масло в зазор между цапфой вала и вкладышем подшипника от насоса, т.е. под давлением, то создание несущего масляного слоя не будет зависеть от величины угловой скорости. Давление масла должно быть достаточным для того, чтобы вал всплывал. Такой подшипник называют гидростатическим.

Подвод и распределение смазочного материала по контактным поверхностям осуществляют периодически или непрерывно. Для периодической подачи консистентной смазки используют:

а) пресс–масленки по ГОСТ 19853-74. Их устанавливают в труднодоступных местах. Смазочный материал через эти масленки подают при помощи специальных шприцев. Смазку подают до тех пор, пока не будет заполнено от 1/3 до 2/3 свободного объема подшипникового узла. При не­обходимости используют переходные штуцера;

б) колпачковые масленки по ГОСТ 20905-75. Через канал маслёнки пластичный смазочный материал выдавливают в подшипник путём подвинчивания колпачка.

При непрерывной подаче жидкой смазки используют следующие методы:

· смазывание фитильными масленками, т.е. при помощи хлопчатобумажного фитиля, обеспечивает непрерывность подачи масла. При прохождении по фитилю масло фильтруется. Фитильное смазывание основано на принципе сифона, осуществляемого капиллярами хлопчатобумажного фитиля. Чтобы масло поступало к подшипнику конец фитиля, вставленный в трубку маслёнки, должен быть ниже уровня дна резервуара, в который налито масло. Недостатки фитильной смазки – расхо­дование масла в нерабочий период и зависимость подачи масла от его уровня в маслёнке [4, с.331].

· смазывание при помощи кольца – наиболее совершенный способ. Кольцо свободно одевают на цапфу вала (оно болтается на валу). Кольцо, вращаясь, захватывает масло и подаёт его на цапфу вала, а затем – в подшипник скольжения;

· разбрызгивание: масло захваты­вается вращающимися деталями и разбрызгивается на внутреннюю поверхность корпуса передачи. Затем по внутренней поверхности корпусных деталей масло стекает обратно в картер, попадая в подшипник;

· циркуляционную систему смазки, прикоторой к рабочим трущимся поверхностям непрерывно подают свежее масло (охлажденное и профильтрованное), а отработанное масло непрерывно отводят. Циркуляционная система смазки очень дорогая и имеет свой привод.

КПД подшипников скольжения зависит от материала вкладыша:

· при чугунном вкладыше h = 0,95…0,96;

· при бронзовом h = 0,97…0,96;

· при баббитовом h = 0,96...0,99;

· при вкладыше из древесно-слоистого пластика, смазываемого водой, h = 0,98 [4, с.320].