Особенности конструирования и изготовления подшипниковых узлов

Ивановский  филиал

Автономная некоммерческая организация

высшего профессионального  образования 

Центросоюза Российской Федерации

«Российский университет кооперации»

 

 

 

 

 

 

                                              

                                                 Курсовая работа

 

по дисциплине: « Основы функционирования систем сферы сервиса »

на тему:« Особенности конструирования и изготовления подшипниковых узлов».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка 3 курса

направления подготовки

бакалавриата 100100.62 «Сервис»

Зайцева Е.С

Проверил: к.х.н., доц. Владимиров А.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

Иваново 2013г.

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………..3

ГЛАВА 1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ И КАЧЕНИЯ………………………………………………………………….. .4-8

ГЛАВА 2 ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ………………………………………………………………………. 9-10

ГЛАВА  3 УПЛОТНЕНИЯ В ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛАХ………….. 11-13

ГЛАВА 4 МОНТАЖ И ДЕМОНТАЖ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ……..…………………………………………………………………14-18

ГЛАВА 5 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ УЗЛОВ ТРЕНИЯ, СОДЕРЖАЩИХ УЗЛЫ КАЧЕНИЯ…………………………….19-22

ГЛАВА 6 ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДШИПНЫХ УЗЛОВ……..23-24

ГЛАВА 7 ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДШИПНИКОВ УСТАНОВЛЕННЫХ В ИЗДЕЛИИ…………………………………………24-26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….27

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………...28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В этой курсовой работе мне предстоит изучить по чертежам :

• элементы подшипниковых узлов
• собственно конструкции подшипников
• уплотнения,
• смазка
• регулировка

Так же мне предстоит разобрать назначение подшипников, типы подшипников, схемы установки подшипников, режимы работы подшипников скольжения;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ И КАЧЕНИЯ

 

Валы  и оси поддерживаются специальными деталями, которые являются опорами.  Название "подшипник" происходит от слова "шип" (англ. shaft, нем. zappen, голл. shiffen – вал). Так раньше называли хвостовики и шейки вала, где, собственно говоря, подшипники и  устанавливаются.

Подшипники  служат опорами для валов и  вращающихся осей, воспринимают радиальные и осевые  нагрузки, приложенные к валу, и передают их на корпус машины. При этом вал должен фиксироваться в определенном положении и легко вращаться вокруг заданной оси. Во избежание снижения КПД машины потери в подшипниках должны быть минимальными.

По характеру  трения  подшипники разделяют на две большие группы:

- подшипники  скольжения (трение скольжения);

- подшипники  качения (трение качения )

Подшипник скольжения - это опора или направляющая, в которой цапфа (опорная поверхность  вала) скользит по поверхности вкладыша (подшипника). По направлению воспринимаемой нагрузки подшипники подразделяются на радиальные - воспринимают нагрузку в радиальном направлении и упорные (осевые) - воспринимают нагрузку в осевом направлении. При совместном действии радиальных и осевых нагрузок применяют совмещенные опоры, в которых осевую нагрузку воспринимают торцы вкладышей или специальные гребни.

Полимерные  подшипники скольжения применяются: при  ударных и вибрационных нагрузках; для точных опор с постоянной жесткостью; для опор с малыми радиальными  размерами; для особо крупных  и миниатюрных опор; при работе в экстремальных условиях (высокие  температуры, абразивные и агрессивные  среды).

Подшипники  скольжения применяют в паровых  и газовых турбинах, насосах, запорной арматуре, компрессорах и других машинах.

Металлополимерные подшипники скольжения или лента, листы, из которых они изготавливаются представляют собой многослойный композиционный материал и предназначены для работы в узлах трения без смазки многих видов оборудования, где недопустимо или крайне нежелательно применение смазки, а также при наличии смазочно-охлаждающих сред. Эти подшипники скольжения являются самосмазывающимися, в них достигается значительное снижение коэффициента трения за счет применения антифрикционного фторопластового слоя.

Металлополимерные подшипники (МПП), состоящие из металлической подложки, адгезионного подслоя и фторопластового слоя, усиленного стеклотканью существенным образом отличаются от подшипников из металлофторопластовой ленты (МФЛ), представляющие собой слой фторопласта толщиной 50 мкм , когезионно соединенный с фторопластом, запрессованным в пористый бронзовый слой, который в свою очередь наплавлен на металлическую подложку.

Металлофторопластовые подшипники обладают наилучшими характеристиками: сочетание низкого коэффициента трения, малых габаритов с высокой  несущей способностью, нечувствительность к температурным колебаниям обусловливают  их широкое применение. Подшипники из ленты МФЛ выдерживают статическую  нагрузку 250 МПа и динамическую 180 МПа при коэффициенте трения 0.1 — 0.2. Металлофторопластовые подшипники выдерживают статические нагрузки 400 МПа и динамические 250 МПа, обладая  низким коэффициентом трения 0.05 - 0.1

Металлополимерные подшипники изготавливаются двух типов: - первый тип изготавливается из сетки с различным размером ячеек и толщиной проволоки из сталей 20, 12Х18Н9Т, бронзы. В качестве антифрикционного слоя применяются фторопласт 4ПН, композиции на основе фторопласта: Ф4С15М5, Ф4К20, Констафтор 300, Констафтор Пл, или композиция на основе полиэфирэфиркетона Констафтор 1000; второй тип изготавливается на металлической пластине из Ст3, сталей 20 или 12Х18Н10 (08Х18Н10Т), в качестве антифрикционного слоя применяется композиция на основе армированного стеклотканью фторопласта Ф-4Д или композиция на основе полиэфирэфиркетона марки «Констафтор 1000; Изготавливаются в

 соотвестсвии с ТУ 4791-008-347246723-2009 .Рисунок 1 –Подшипник скольжения.

 

 

Рисунок 1 –  Подшипник скольжения с разъемным  корпусом

Он состоит  из: 1 – корпус; 2 – крышка корпуса; 3 – гайка; 4 – пружинная шайба; 5 – шпильки; 6 – вкладыш; 7 – вал; 8 – закрепительная втулка; 9 – карман маслоподводящий для жидкой смазки гладких вкладышей

  Подшипник качения (жирный) используется в качестве опоры вращающихся частей механизмов или машин.

Конструкция этого типа подшипника включает в  себя два кольца – внутреннее, которое  надевается на цапфу вала, и наружное,  тела качения и сепаратор, который разделяет между собой тела качения и направляет их движение.

По форме  тел качения, которые  применяются, подшипник качения (жирный) может быть шариковым или роликовым.

Подшипники  качения и скольжения имеют между  собой принципиальное различие: в  подшипнике качения (жирный) (Рисунок.2) работа происходит  в условиях трения качения, а  в подшипнике скольжения преобладающим видом трения является трение скольжения.

                                       

Рисунок 2-Подшипник качения (жирный)

На наружной стороне внутреннего кольца и  на внутренней стороне наружного  кольца выполнены дорожки качения, при этом их геометрическая форма  зависит от типа тел качения, применяемых  в данном подшипнике. В некоторых  случаях подшипник изготавливается  с использованием одного кольца, тогда  дорожка качения находится прямо  на валу или на поверхности детали.  Иногда конструкция подшипников качения не предусматривает наличия сепаратора. Применение подшипников:

• Подшипники применяются в машиностроении, пищевой, текстильной, целлюлозно-бумажной, химической и нефтегазовой промышленности в узлах вращения в запорной арматуре и насосах.
• Подшипники без смазки предпочтительны для оборудования, эксплуатирующегося при больших нагрузках в коррозионноактивных средах, где использование подшипников с бронзовым слоем невозможно.
• Применение в криогенной технике обусловлено сопоставимыми значениями коэффициента линейного расширения подшипников с металлами и сохранением антифрикционных свойств полимерного слоя при низких температурах

Основными характеристиками подшипников скольжения являются допустимые нагрузки в статическом  и динамическом режимах, коэффициент  трения.

Условия эксплуатации подшипников:

• рабочие среды: природный газ, нефть, нефтепродукты, органические растворители, аммиак, растворы кислот и щелочей и другие агрессивные среды, а также вода и пар;
• диапазон рабочих температур: для антифрикционного слоя на основе фторопласта - от минус 250ºС до плюс 250 ºС, для антифрикционного слоя из Констафтора 1000 (материал на основе полиэфирэфиркетона) - от минус 200ºС до плюс 280ºС ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ

 

При проектировании подшипниковых узлов учитывают  следующие факторы:

- назначение  узла;

- условия  эксплуатации (величины и направления  действующих нагрузок, состояние внешней среды, температурные условия и т. п.);

- условия  общей компоновки;

- технологические  возможности обработки деталей  узла.

Эти факторы  влияют на выбор типоразмера подшипника, конструкции вала и корпусов подшипников, на способ установки и крепления  подшипников, выбор системы уплотнения, смазочного материала, на степень точности изготовления деталей. Рациональное решение всего комплекса вопросов, возникающих при проектировании, должно обеспечить нормальную работу подшипникового узла.

Подшипниковые узлы должны отвечать следующим техническим  требованиям:

- все   детали   подшипникового   узла  должны   обладать  достаточной прочностью и жесткостью;

- конструкция  подшипникового узла должна обеспечить  нормальную работу подшипника;

- подвод  смазочного материала, а также  уплотнение в подшипниковых узлах  должны соответствовать эксплуатационным  требованиям;

- узел  должен быть удобен в монтаже  и демонтаже;

- обеспечивать  надежность и долговечность с  одновременным снижением стоимости проектируемого узла.

Жесткость посадочных мест обеспечивается достаточной  толщиной гнезд корпусов, предназначенных для установки наружных колец, а также постановкой ребер жесткости.

Причиной  заклинивания подшипников в узле могут быть температурные удлинения вала, возникновение значительной осевой нагрузки при неточно выдержанных линейных размерах вала из-за непродуманной взаимной установки подшипников. Прогибы валов, несоосность посадочных мест могут также служить причиной заклинивания. В момент движения это чревато неприятными последствиями. Предотвращение этого достигается различными мероприятиями.

При выборе типа подшипника целесообразно прежде всего рассматривать возможность применения радиальных однорядных шарикоподшипников, как наиболее простых в эксплуатации и дешевых.

Применение  других типов всегда должно быть обосновано. Так, например, в редукторах с закаленными  цилиндрическими зубчатыми колесами обычно применяют конические подшипники даже при незначительных осевых нагрузках  в зацеплении, поскольку их грузоподъемность значительно выше, а следовательно, габариты устанавливаемого подшипника меньше. В червячных передачах для вала червячного колеса также следует применять конические подшипники, что обусловлено требованиями к жесткости опор. Если по условиям эксплуатации можно применять как радиально-упорные конические роликоподшипники, так и радиально-упорные шарикоподшипники, то надо применять первые, так как стоимость их ниже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 3.УПЛОТНЕНИЯ В ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛАХ

 

Надежность  подшипников качения во многом зависит  от типа уплотняющих устройств. Уплотнения в подшипниковых узлах должны не допускать утечки смазочного материала из корпуса, где установлены подшипники, а также защищать подшипники от попадания в них пыли, грязи и абразивных частиц, вызывающих их преждевременное изнашивание. Это специальные детали, выполненные из мягких упругих материалов (мягкие металлы, резина, пластмасса, войлок и т.п.).

Уплотнения, применяемые в машиностроении, подразделяют на: контактные, щелевые, лабиринтные и защитные мазеудерживающие кольца и маслоотражательные шайбы.