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]

Sarcina dinamica si statica maxima (radiala si axiala).
Viteza maximă (rpm pentru rulmenți radiali).
Dimensiunile palierului .
Clasa de precizie a rulmentului .
Cerințe de lubrifiere [3] .
Purtând viața înaintea semnelor de oboseală , în revoluții.
Zgomot de rulment
Rulment de vibrații

Forțele care încarcă rulmentul sunt împărțite în:

radial , acționând într-o direcție perpendiculară pe axa rulmentului;
axial , acționând într-o direcție paralelă cu axa rulmentului.

Principalele tipuri de rulmenți

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

rulmenți de rulare;
lagăre simple;

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:

După tipul de elemente de rulare
- minge,
- Rolă (ac, dacă rolele sunt subțiri și lungi);
După tipul de sarcină percepută
- Radial (sarcina de-a lungul axei arborelui nu este permisă).
- Împingere radială, împingere radială. Percepți încărcăturile atât de-a lungul și peste axa arborelui. Adesea, sarcina este de-a lungul unei axe într-o singură direcție.
- Impingerea (sarcina pe axa arborelui nu este permisă).
  - Șuruburi cu bile . Interfața șurub-piuliță este asigurată prin elementele de rulare.
După numărul de rânduri de elemente rulante
- Un singur rând,
- rând dublu,
- pe mai multe rânduri;
- Auto-aliniere.
- Neauto-aliniere.

În funcție de materialul elementelor de rulare:
- Complet din oțel;
- Hibrid: inele de oțel, elemente de rulare nemetalice, de obicei ceramice, utilizate în mecanisme cu rotație rapidă, cel mai adesea la motoarele cu turbine cu gaz ;

Rulment radial cu role
Rulment axial cu bile
Rulment axial cu role
Rulment cu bile cu contact unghiular
Rulment cu bile cu contact unghiular cu contact in patru puncte
Rulment cu role cu contact unghiular (conic)
Rulment cu bile adânci pe două rânduri cu auto-aliniere
Rulment cu role radiale cu auto-aliniere
Rulment cu role cu contact unghiular cu auto-aliniere
Rulment cu role cu cilindru radial cu două rânduri cu auto-aliniere ( sferic )
rulment cu auto-aliniere
Cușcă cu role pentru ace
șurub cu bile
baloane

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),}

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,

n_{1}

D_{\omega )

- diametrul mingii,

$d_{m}=0,5(D+d)$ - diametrul cercului care trece prin axele tuturor elementelor de rulare (bile sau role).

Frecvența de rotație a bilei în raport cu separatorul:

n_{sp}={\frac {n_{1}}{2}}\left({\frac {d_{m}}{D_{\omega }}}-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\dreapta).

Frecvența de rotație a cuștii în timpul rotației inelului exterior:

n_{c*}={\frac {n_{3}}{2}}\left(1+{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\right),

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

n_{3}

Pentru un rulment cu contact unghiular:

n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega}\cos \alpha {d_{m}}}\right) ,

n_{sp}={\frac {n_{1}}{2}}\left({\frac {d_{m}}{D_{\omega }}}-{\frac {D_{\omega }\cos ^{2}\alpha }{d_{m}}}\right).

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 $D_{\omega )$ $d_{m)$ $D_{\omega )$ $D_{\omega }.$

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 :

F_{c}=0,5md_{m}\omega _{c}^{2},

unde este masa corpului de rulare,

m

\omega_{c}

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 $M_{r}:$

M_{r}=J\omega _{c}\omega _{sp}.

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

M_{r}=J\omega _{c}\omega _{sp}\sin \alpha,

unde este momentul polar de inerție al masei mingii;

J=\rho \cdot \pi \cdot D_{\omega }^{5}/60

\rho

este densitatea materialului bilei;

\omega_{c}

este viteza unghiulară de rotație a bilei în jurul axei arborelui (viteza unghiulară a separatorului);

\omega _{sp)

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:

T_{f}=M_{r},

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

T_f

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:

lichid ( uleiuri minerale și sintetice , apă pentru rulmenți nemetalici),
plastic (pe bază de săpun de litiu și sulfonat de calciu etc.),
solid ( grafit , bisulfură de molibden etc.) și
gazos (diverse gaze inerte , azot etc.).

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	Cutii de vagon mașini grele Mașini electrice puternice Cutii de viteze grele Mașini textile
	3	Sub presiune		0,001…0,02	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	lichid	0,005…0,05	Rulmenți ușor încărcați cu viteze mari de alunecare	Turbine cu abur turbine de apă turbine cu gaz Ventilatoare axiale Turbocompresoare

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

ABEC - clasa de precizie a rulmentului

Note

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

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 .

Ținând

Principalele tipuri de rulmenți

Rulmenți de rulare

Clasificare

Teoria mecanică

Desemnarea convențională a rulmenților cu rulare în URSS și Rusia

Lagăre albe

Definiție

Clasificare

Avantaje

Dezavantaje

Vezi și

Note

Literatură

Link -uri