1.1.2 Опоры с трением качения
К опорам с трением качения относятся: опоры на шарикоподшипниках, опоры с насыпными шариками и опоры на ножах.
Опоры с трением качения характеризуются тем, что между осью и стенками направляющего отверстия втулки помещаются промежуточные тела качения. Для правильного направления их и распределения по окружности применяют сепараторы.
Достоинства:
+ хорошие характеристики трения, равномерность и плавность движения при малых скоростях,
+ высокая точность установочных перемещений,
+ малые потери на трение, небольшое тепловыделение,
+ простота системы смазки.
+ нечувствительны или малочувствительны к температурным изменениям.
Недостатки:
– высокая стоимость,
– высокая трудоемкость изготовления,
– низкое депфирование,
– повышенная чувствительность к загрязнению.
Насыпные шарикоподшипники (опоры на шариках) (рис. 1.10) применяются в тех случаях, когда нормальные шарикоподшипники нельзя применить из-за сравнительно большого наружного диаметра или по каким-либо иным конструктивным соображениям. В большинстве случаев шариковые опоры не имеют сепараторов, так как шарики, совершая сложные движения должны лежать свободно.
Рис. 1.10 Конструкции опор на шариках
В зависимости от формы наружных, внутренних или опорных колец шарики насыпных шарикоподшипников могут иметь три или четыре точки касания с опорными поверхностями беговых дорожек (канавок
Оригинальная конструкция опоры на шариках изображена на рис. 1.11. Ось 1 опирается на два кронштейна 2. В каждый кронштейн ввинчены специальные оправы 3 с шариками 4. Шарики 4 в оправах 3 лежат на маленьких шариках (диаметр до 1 мм).
а — общий вид; б — специальная оправа с шариками;
Рис. 1.11. Опора на шариках
Во всех конструкциях насыпных шарикоподшипников наиболее трудоемким является изготовление наружных и внутренних колец. При этом необходимо выдержать жесткие допуски по 1 и 2-му классам точности, обеспечить минимальные радиальные биения, шлифовать и полировать рабочие поверхности. Для таких подшипников используют калиброванные шарики.
Опоры на ножах используют в чувствительных измерительных приборах и в весах различного типа.
Опоры на ножах относят к опорам скольжения открытого типа, так как во всех вариантах исполнения таких опор происходит контакт двух цилиндров.
|
Рис. 1.12. Схема опоры на ноже |
В ножевых опорах для весов нож затачивают тем острее, чем чувствительнее должны быть весы, при этом значительно возрастает удельная нагрузка на опору. Ножи для точных весов выполняют в виде трехгранной призмы, а для более грубых устройств – грушеобразной, квадратной, многогранной формы в поперечном сечении. Выбор формы определяется значением нагрузки.
Ножи следует жестко закреплять на рычагах или коромыслах, а опорные подушки на стойке штатива или подвесках (рис.1.13).
Рис. 1.13 Примеры крепления ножей
Опорные подушки запрессовывают в соответствующие детали (рис. 1.14, а). По конструктивным соображениям иногда подушки делают из двух частей (рис. 1.14, д). В этом случае после установки обеих частей на одном основании их совместно шлифуют.
Рис. 1.14 Виды опорных подушек
Допустимое напряжение в материале в зависимости от нагрузки на опору и размеров ножа можно определить по следующей эмпирической формуле:
где Р – нагрузка; Е – модуль упругости материала, из которого сделан нож;
l – длина ножа; r – радиус закругления рабочей кромки.
Для ножей и подушек применяют закаленную сталь и некоторые минералы (агат, корунд). Во всех случаях для опорных подушек следует применять более твердый материал, чем для ножей.