Опоры качения в тяжелых режимах эксплуатации - Комиссар А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Если деформации деталей при максимальной температуре столь высоки, что увеличение зазоров нарушает стабильную работу подшипников при других рабочих режимах, можно применить упругое поджатие подшипников или ввести систему охлаждения.
При проектировании последней следует избегать распространенной ошибки — снижения температуры на менее нагретом кольце. Так, если перегревание вызвано внутренним тепловыделением подшипника, охлаждение корпуса опоры вместе с наружным кольцом подшипника может привести к его заклиниванию.
Снижение работоспособности смазочных материалов при повышении температуры определяет выбор их марок, системы их подачи в подшипниковый узел и срок замены. Следует иметь в виду, что повышение температуры пластичного смазочного материала на 14—15° (в пределах допустимых температур) в среднем вдвое снижает его долговечность. Поэтому в условиях высоких температур предпочтительной является система с центробежным автоматическим сбросом излишков пластичного смазочного материала, которая позволяет производить пополнение смазочного материала достаточно часто. Однако
324 Подшипниковые опоры для специальных режимов эксплуатации
конструкция ряда машин требует применения опор с единовременным смазыванием (при изготовлении опоры) при высокой температуре. В таких опорах применяют специальные высокотемпературные пластичные или твердые смазочные материалы. Сортамент и пределы рабочих температур этих смазочных материалов приведены в гл II.
Налажен серийный выпуск следующих термостойких пластичных смазочных материалов: Терма ТУ—38,401.378—82, предназначенный для малооборотных подшипников качения, работающих при температурах < 400 0C; Инда ТУ—38.401.331—81, предназначенный для подшипников качения конвейерных линий, работающих при температурах <300 °С. Смазочный материал заправляется однократно при сборке опор и сохраняет работоспособность в течение 1 года.
Жидкие масла в высокотемпературных подшипниковых опорах обеспечивают эффективный теплоотвод особенно при струйной подаче. Хорошим охлаждающим эффектом обладает также масляный туман. Метод расчета потребного для теплоотвода количества масла приведен в гл. IL
Тепловой режим опоры следует учитывать при проектировании уплотнений. Детали бесконтактных уплотнений высокотемпературных опор качения изготовляют металлическими. В парах трения контактных уплотнений употребляются наряду с металлами пластические материалы и резина. Допустимые рабочие температуры сальниковых набивок приведены в табл. 29, резиновых манжет — в табл. 32.
В условиях высокой температуры в качестве уплотнения эффективно используются бронзовые и чугунные упругие кольца, а также торцовые уплотнения.
Температурный диапазон торцовых уплотнительных устройств обеспечивается подбором материалов; он составляет —200-Г-+450 0C
При высоких температурах 150 0C) в качестве вспомогательного уплотнительного элемента используют металлические сильфоны, которые иногда служат одновременно и упругими элементами. Если температура <150 0C, можно применять конические кольца из фторопласта-4.
При установке пластмассовых уплотнительных колец в металлический стакан необходимо иметь в виду, что
Опоры качения в условиях высоких температур
325
Рис. 107. Торцовое уплотнение для повышенных температур (до 200° С)
Рис. 108. Торцовое уплотнение для высоких температур:
1 — опорное уплотнительное кольцо; 2 — упорное уплотнительное кольцо; 3 — упругие металлические кольца; 4 — фиксатор; 5 — крышка; 6 — пружина; 7 — втулка
коэффициент линейного расширения пластмасс на порядок больше, чем металлов, поэтому следует оставлять необходимый зазор. Применяя углеграфитовые кольца, необходимо учитывать их меньшие по сравнению с металлами температурные деформации. При Л> 150 0C в качестве материала для уплотнительных колец применяют сили-цированный графит или металлические сплавы. Иногда устройства помещают в «рубашки», куда направляют охлаждающую жидкость.
Торцовое уплотнение, предназначенное для работы ери температуре уплотняемой среды до 2000C (рис. 107), отличается массивным стальным корпусом с теплоотводящими ребрами. Его недостаток — большое число эластомерных колец круглого сечения из теплостойкой резины.
Значительно более высокую температуру способно выдерживать уплотнение, состоящее только из металлических деталей (рис. 108). Утечку через поверхность сопряжения плавающего уплотнительного кольца 2 и крышки 5 предотвращает комплект чугунных разрезных колец 3. Роль упругого элемента выполняет стальная пружина 6.
326 Подшипниковые опоры для специальных режимов эксплуатации
1 2 3 4 5 6 7 S 9
Рис. 109. Двухступенчатое торцовое уплотнение:
/ — вспомогательное уплотнение; 2 — обойма; 3, 7 — упорные уплотнительные кольца; 4, 6 — опорные уплотнительные кольца; 5 — канал отвода затворной жидкости; 8 — обойма; 9 — кассета; 10 — лопасти
На рис. 109 изображено двухступенчатое уплотнение. Первая ступень находится в непосредственном контакте с уплотняемой жидкостью и включает упорное кольцо <?, запрессованное в обойму 2 и поджимаемое комплектом винтовых пружин, и опорное кольцо 4. На торце опорного кольца выполнена кольцевая проточка, обеспечивающая гидродинамический эффект. Вторая ступень пары отделена от уплотняемой жидкости гидрозатвором, поэтому нуждается в особом устройстве для теплоотвода. Ступень состоит из опорного кольца 6 и упорного кольца 7, запрессованного в обойме 5, который установлен в кассете 9. Момент вращения от кассеты на стакан передается через поводок. Лопасти 10, в ступице которых закреплена кассета, обеспечивают воздушное охлаждение ступени. Одновременно охлаждается и затворная жидкость, что улучшает теплоотвод не только от второй, но и от первой ступени.
