Ținând

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 16 decembrie 2019; verificările necesită 50 de modificări .

Rulment (de la „sub vârf ” ) - un ansamblu care face parte dintr- un suport sau opritor și care susține un arbore , o osie sau o altă structură mobilă cu o anumită rigiditate . Fixează poziția în spațiu, asigură rotația , rularea cu cea mai mică rezistență, percepe și transferă sarcina de la unitatea mobilă în alte părți ale structurii [1] .

Un suport cu rulment axial se numește rulment axial .

Parametrii de bază ai rulmenților: [2]

Forțele care încarcă rulmentul sunt împărțite în:

Principalele tipuri de rulmenți

Conform principiului de funcționare, toți rulmenții pot fi împărțiți în mai multe tipuri:

Lagărele simple includ, de asemenea:

Principalele tipuri care sunt utilizate în inginerie mecanică sunt rulmenții cu rulare și lagărele de alunecare .

Rulmenți de rulare

Rulmenții sunt formați din două inele, elemente de rulare (de diferite forme) și o cușcă (unele tipuri de rulmenți pot fi fără cușcă), separând elementele de rulare unul de celălalt, ținându-le la o distanță egală și direcționându-le mișcarea. Pe suprafața exterioară a inelului interior și pe suprafața interioară a inelului exterior (pe suprafețele de capăt ale inelelor de rulmenți axiali), sunt realizate caneluri - căi de rulare de-a lungul cărora elementele de rulare se rulează în timpul funcționării rulmentului.

Există, de asemenea , rulmenți slăbiți , constând dintr-o cușcă și bile introduse în ea (vezi figura de mai jos), care pot fi scoase.

Există rulmenți fabricați fără cușcă. Astfel de rulmenți au un număr mai mare de elemente de rulare și o capacitate de încărcare mai mare. Cu toate acestea, vitezele limită ale rulmenților complet sunt mult mai mici datorită rezistenței crescute la cuplu.

La rulmenți, frecarea la rulare are loc predominant (există doar pierderi mici din cauza frecării de alunecare între cușcă și elementele de rulare), prin urmare, în comparație cu rulmenții alți, pierderile de energie prin frecare sunt reduse și uzura este redusă. Lagărele de rulare închise (având capace de protecție) practic nu necesită întreținere (modificări de lubrifiere), cei deschisi sunt sensibili la pătrunderea corpurilor străine, ceea ce poate duce la distrugerea rapidă a rulmentului.

Clasificare

Clasificarea rulmenților se realizează pe baza următoarelor caracteristici:

Teoria mecanică

Rulmentul este în esență un mecanism planetar , în care separatorul este purtătorul, funcțiile roților centrale sunt îndeplinite de inelele interioare și exterioare, iar elementele de rulare înlocuiesc sateliții.

Frecvența de rotație a cuștii sau frecvența de rotație a bilei în jurul axei rulmentului:

n c = n unu 2 ( unu − D ω d m ) , {\displaystyle n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\right),} unde  este viteza de rotație a inelului interior al rulmentului adânc cu bile,  - diametrul mingii,

 - diametrul cercului care trece prin axele tuturor elementelor de rulare (bile sau role).

Frecvența de rotație a bilei în raport cu separatorul:

Frecvența de rotație a cuștii în timpul rotației inelului exterior:

unde  este viteza de rotație a inelului exterior al rulmentului adânc cu bile.

Pentru un rulment cu contact unghiular:

Din relațiile de mai sus rezultă că atunci când inelul interior se rotește, separatorul se rotește în aceeași direcție. Frecvența de rotație a cuștii depinde de diametrul bilelor la o constantă : crește cu o scădere și scade cu o creștere

În acest sens, diferența de dimensiune a bilelor din setul de rulmenți este cauza uzurii crescute și a defecțiunii separatorului și a rulmentului în ansamblu.

Când elementele de rulare se rotesc în jurul axei rulmentului, fiecare dintre ele este afectată de forța centrifugă care încarcă suplimentar calea de rulare a inelului exterior :

unde  este masa corpului de rulare,  este viteza unghiulară a separatorului.

Forțele centrifuge cauzează supraîncărcarea rulmentului atunci când funcționează la o viteză crescută, generarea crescută de căldură (supraîncălzirea rulmentului) și uzura accelerată a cuștii. Toate acestea reduc durata de viață a rulmentului.

Într-un rulment axial, pe lângă forțele centrifuge, bilele sunt afectate de un moment giroscopic din cauza unei modificări a direcției axei de rotație a bilelor în spațiu

Momentul giroscopic va acționa asupra bilelor și într-un rulment rotativ cu bile de contact unghiular sub acțiunea unei sarcini axiale:

unde  este momentul polar de inerție al masei mingii;  este densitatea materialului bilei;  este viteza unghiulară de rotație a bilei în jurul axei arborelui (viteza unghiulară a separatorului);  este viteza unghiulară de rotație a mingii în jurul axei sale.

Sub acțiunea momentului giroscopic, fiecare bilă primește o rotație suplimentară în jurul unei axe perpendiculare pe planul format de vectorii viteză unghiulară ai bilei și ai separatorului. O astfel de rotație este însoțită de uzura suprafețelor de rulare și, pentru a preveni rotația, rulmentul trebuie încărcat cu o astfel de forță axială încât să satisfacă condiția:

unde  este momentul forțelor de frecare de la sarcina axială pe zonele de contact ale bilelor cu inelele.

Desemnarea convențională a rulmenților cu rulare în URSS și Rusia

Marcajul sovietic și rus al rulmenților constă dintr-un simbol și este standardizat în conformitate cu GOST 3189-89 și simbolul producătorului.

Denumirea principală a rulmentului constă din șapte cifre ale denumirii principale (cu valori zero ale acestor caracteristici, poate fi redusă la 2 caractere) și o denumire suplimentară, care este situată în stânga și în dreapta celei principale. În acest caz, denumirea suplimentară, situată în stânga celei principale, este întotdeauna separată printr-o liniuță (-), iar denumirea suplimentară, situată în dreapta, începe întotdeauna cu o literă. Citirea semnelor desemnării principale și suplimentare se face de la dreapta la stânga.

Lagăre albe

Definiție

Rulment lizibil - un suport sau ghidaj al unui mecanism sau mașină în care are loc frecarea atunci când suprafețele de împerechere alunecă. Un rulment radial este o carcasă cu o gaură cilindrică în care este introdus un element de lucru - o inserție sau o bucșă din material antifricțiune și un dispozitiv de lubrifiere. Între arbore și alezajul bucșei rulmentului există un spațiu umplut cu lubrifiant care permite arborelui să se rotească liber. Calculul jocului unui rulment care funcționează în modul de separare a suprafețelor de frecare cu un strat de lubrifiere se bazează pe teoria hidrodinamică a lubrifierii .

La calcul se determină: grosimea minimă a stratului de lubrifiere (măsurată în microni ), presiunea în stratul de lubrifiere, temperatura și consumul de lubrifianți . În funcție de proiectare, viteza circumferențială a trunionului , condițiile de funcționare, frecarea de alunecare poate fi uscată , limită , lichidă și gaz-dinamică . Cu toate acestea, chiar și rulmenții cu frecare fluidă trec printr-o etapă de frecare limită la pornire.

Ungerea este una dintre condițiile principale pentru funcționarea fiabilă a rulmentului și asigură frecare scăzută, separarea pieselor în mișcare, disiparea căldurii și protecție împotriva efectelor nocive ale mediului.

Ungerea poate fi:

Cele mai bune proprietăți de performanță arată rulmenții poroși auto-lubrifianți fabricați prin metalurgia pulberilor . În timpul funcționării, un rulment poros auto-lubrifiant impregnat cu ulei se încălzește și eliberează lubrifiant din pori pe suprafața de alunecare și se răcește în repaus și absoarbe lubrifiantul înapoi în pori.

Materialele lagărelor antifricțiune sunt realizate din aliaje dure ( carbură de tungsten sau carbură de crom prin metalurgia pulberilor sau pulverizare cu flacără de mare viteză ), babbits și bronzuri , materiale polimerice , ceramică , lemn de esență tare ( lemn de fier ).

factor PV

Factorul PV este principala caracteristică (criteriu) pentru evaluarea performanței unui lagăr alunecat. Este produsul sarcinii specifice P (MPa) și viteza circumferențială V (m/s). Se determină pentru fiecare material antifricțiune experimental în timpul testării sau în timpul funcționării. Multe date despre conformitatea cu factorul PV optim sunt date în cărțile de referință

Clasificare

Clasificarea se bazează pe analiza modurilor de funcționare a rulmenților conform diagramei Gersey-Striebeck .

Cotă de rulmenți lipitori:

  • în funcție de forma alezajului rulmentului:
    • cu o singură suprafață sau cu mai multe suprafețe,
    • cu suprafețe decalate (în sensul de rotație) sau fără (pentru a păstra posibilitatea de rotație inversă),
    • cu sau fără decalaj central (pentru instalarea finală a arborilor după montare);
  • în direcția percepției sarcinii:
    • radial
    • axială (axială, rulmenți axiali),
    • împingere radială;
  • de proiectare:
    • dintr-o singură bucată (mânecă; în principal pentru I-1),
    • detasabil (format dintr-un corp și o husă; practic, pentru toate, cu excepția I-1),
    • încorporat (cadru, constituind unul cu carterul, cadrul sau patul mașinii);
  • după numărul de supape de ulei:
    • cu o supapă
    • cu valve multiple;
  • posibila reglementare:
    • nereglementat,
    • reglabil.

Mai jos este un tabel cu grupuri și clase de lagăre alunecare (exemple de desemnare: I-1, II-5) .

grup Clasă Metoda de lubrifiere Tipul de frecare Coeficientul de frecare aproximativ Scop Zona de aplicare
I
(ungere imperfectă)
unu Cantitate mică, alimentare intermitentă Limite 0,1…0,3 Viteze mici de alunecare și presiuni specifice scăzute

Role de susținere ale transportoarelor , roți de rulare ale macaralelor rulante

2 De obicei continuu semi-lichid 0,02…0,1 Funcționare pe termen scurt cu direcție constantă sau variabilă de rotație a arborelui, viteze mici și sarcini specifice mari
  • Mașini liniare și de turnat
  • Echipamente de forjare si presare
  • laminoare
  • mașini de ridicat
3 Baie de ulei sau inele 0,001…0,02 Ușor modificări în amploarea și direcția efortului, sarcini mari și medii
Sub presiune sarcina variabila
  • motoare pe gaz
  • Motoare lente și maritime
II
patru Inele, combinate sau sub presiune lichid 0,0005…0,005 Viteze circumferențiale reduse ale arborilor, în special condiții dificile de funcționare cu sarcini care sunt variabile ca mărime și direcție
  • Masini electrice de putere medie si mica
  • Trepte ușoare și medii
  • Pompe centrifuge si compresoare
  • laminoare
5 Sub presiune 0,005…0,05 Rulmenți ușor încărcați cu viteze mari de alunecare

Avantaje

  • Fiabilitate în unitățile de viteză mare
  • Capabil să absoarbă sarcini semnificative de șocuri și vibrații
  • Dimensiuni radiale relativ mici
  • Acestea permit instalarea rulmenților despicați pe fustele arborelui cotit și nu necesită demontarea altor piese în timpul reparației
  • Design simplu la mașini cu viteză redusă
  • Se lasa sa actioneze in apa
  • Permite reglarea decalajului și asigură instalarea exactă a axei geometrice a arborelui
  • Economic pentru diametre mari de arbore

Dezavantaje

  • În timpul funcționării, acestea necesită o supraveghere constantă a lubrifierii
  • Dimensiuni axiale relativ mari
  • Pierderi mari prin frecare în timpul pornirii și lubrifiere imperfectă
  • Consum mare de lubrifiant
  • Cerințe mari de temperatură și curățenie a lubrifiantului
  • Eficiență redusă
  • Uzura neuniformă a rulmentului și a jurnalului
  • Utilizarea unor materiale mai scumpe

Vezi și

Note

  1. RULMENT | Enciclopedie online în jurul lumii . Consultat la 13 noiembrie 2010. Arhivat din original la 11 august 2010.
  2. Performanța rulmenților | Rulmenti . Data accesului: 17 octombrie 2022.
  3. Lubrifiant pentru rulmenți .

Literatură

  • Anuryev V.I. Manualul proiectantului-constructor de mașini: în 3 volume  / ed. I. N. Zhestkovoy. - Ed. a 8-a, revizuită. si suplimentare - M .  : Mashinostroenie, 2001. - T. 2. - 912 p. - BBK 34,42ya2. - UDC  621.001.66 (035) . — ISBN 5-217-02964-1 .
  • Lagăre de alunecare // Piese de mașini în exemple și sarcini: [proc. alocație] / Nichiporchik S. N., Korzhentsevsky M. I., Kalachev V. F. și alții; sub total ed. S. N. Nichiporchika. - Ed. a II-a. - Mn.  : Înalt scoala, 1981. - Ch. 13. - 432 p. - BBK 34,44 I 73. - UDC  621,81 (075,8) .
  • Lelikov O.P. Fundamentele calculului și proiectării pieselor și unităților de mașini. Note de curs pentru cursul „Piese de mașini”. - M .  : Mashinostroenie, 2002. - 440 p. - LBC 34,42. - UDC  621.81.001.66 . - ISBN 5-217-03077-1 .
  • Iosilevich G. B. Piese de mașini: manual. pentru stud. inginerie mecanică specialist. universități. - M.  : Mashinostroenie, 1988. - 368 p. - LBC 34,44. - UDC  62-2 (075,8) . — ISBN 5-217-00217-4 .

Link -uri