12. Сравнение сплошных и полых валов различного сечения по наружному диаметру (d, d\), моменту инерции (/, /]), моменту сопротивления Щ) массе

(площади поперечного сечения /*, F\)

~ относительные значения моментов

J W

инерции и моментов сопротивления сечений полых валов как при изгибе, так и при кручении

КОНСТРУКЦИЯ ВАЛОВ

Существенного снижения массы вала и повышения жесткости при той же прочности достигают применением полых валов, так как внутренние волокна материала при кручении и изгибе мало нафужены (табл. 12).

Валы со значительной разницей диаметров отдельных участков и фланцевые нередко выполняют с приваркой к заготовке колец (буртиков) и фланцев. JXixmnhXt валы

со свободной средней частью изготовляют полыми из трубы с приваркой концевых частей (рис. 16).

Рис. 16. Полый вал из трубы с приваренными концами

Рис. 17. Пример устранения переходных уступов на валах:

а - вариант с уступами; 6 - без уступа

Рис. 18. Примеры уменьшения высоты уступов с применением упорных колец

Повышения сопротивления усталости валов (и осей) достигают снижением местной концентрации напряжений, создавая более плавные переходы в сечениях наиболее нагруженных участков (рис. 17).

Более технологична конструкция валов с меньшим числом уступов и буртиков, а также с меньшей их высотой. Примеры уменьшения высоты уступов с применением упорных колец приведены на рис. 18.

Дополнительные источники 1 Анурьев В. И., Леликов О. П. Цилин-

дрические и конические концы валов. Справочник. Инженерный журнал. № 4. 1997.

2. Машиностроение. Энциклопедия в 40 т. Т. IV-I. Детали машин. Конструкционная прочность. Трение, износ, смазка / Под ред. Д Н. Решетова. М.: Машиностроение, 1995.

3. Валы н осн. Конструирование и расчет / СВ. Серенсен, Б.М. Громан, В.П. Ко-гаев, Р. М- Шнейдерович. Изд. 2-е. М.: Машиностроение, 1970.

4. Орлов П. И. Основы конструирования. Т. 2. М.: Машиностроение, 1988.

Глава II ПОДШИПНИКИ

подшипники СКОЛЬЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ виды

ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ

Треиие без смазки (сухое). В нормально работающих металлических подшипниках трение без смазки практически не встречается.

Полусухое треиие имеет место при неустановившемся режиме работы, а также при очень скудной смазке. Коэффициент трения при полусухом и сухом трении 0,1-0,5.

Полужидкостное треиие. Большинство подшипников скольжения работает в условиях полужидкостного трения, при котором большая часть поверхности разделена слоем смазки, но отдельные элементы поверхности соприкасаются. Коэффициент трения 0,008-0,08.

Жидкостное треиие. В этом случае смазка полностью отделяет вращающуюся цапфу от неподвижной опоры, и трение происходит только между слоями смазки. Коэффициент трения 0,001-0,008. В условиях жидкостного трения работают точно изготовленные подшипники при относительно малых нагрузках и высоких скоростях (например, подшипники шлифовальных станков).

Уменьшение скорости скольжения, увеличение нагрузки и температуры подшипника могут привести к нарушению режима жидкостного трения и переходу к работе при режиме полужидкостного и даже полусухого трения.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ

ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ (ПРОВЕРКА) РАДИАЛЬНОГО ПОДШИПНИКА

Расчет производят по удельной нагрузке р в подшипнике и величине pv, в некоторой мере характеризующей износ последнего и нагрев.

Окружная скорость на шейке вала, м/с,

1000 60

где d - диаметр подшипника, мм; п - частота вращения шпинделя, мин.

Удельная нагрузка в подшипнике, МПа,

где и / - диаметр и длина подшипника, мм; Р - сила, действующая на подшипник, Н.

Величина pv <\pv .

Для предварительного расчета подшипников, несущих при небольшой скорости умеренную нагрузку, можно допускаемые р и pv принимать по табл. I.

Момент трения на шипе

= OfPd = Ofpld.

Потеря мощности на трение в подшипнике и соответствующее тспловьшеление (в Вт)

1020

кВт = fPv, Вт,

где Mj - в Нм; оз - в рад/с; Р - в И; v - в м/с.