샤프트 및 액슬 지지대. 샤프트 및 샤프트는 베어링 유닛의 설계 기능을 지원합니다.

샤프트 및 차축 지지대는 샤프트와 차축의 회전 또는 흔들림 동작을 지원하고 샤프트와 차축에서 하우징으로 힘을 전달하도록 설계되었습니다. 메커니즘 전체의 작동 정확성과 신뢰성은 주로 지지대의 설계에 따라 달라집니다. 반경방향 또는 결합된(경방향 및 축방향) 하중을 전달하도록 설계된 지지대는 일반적으로 베어링이라고 하며, 축방향 하중만 전달하는 지지대는 스러스트 베어링이라고 합니다.

마찰 유형에 따라 구름 베어링과 미끄럼 베어링으로 구분됩니다. 한 유형의 지지대 선택은 작동 조건, 지지대에 작용하는 하중, 치수 제한, 필요한 내구성 및 메커니즘 비용에 따라 결정됩니다.

롤링 베어링

롤링 베어링외부로 구성된 기성품 조립 장치입니다. 1 그리고 내부 2 전동체가 그 사이에 위치하는 궤도가 있는 링 3 및 구분 기호 4, 롤링 요소를 서로 일정한 거리에 유지하고 회전 방향을 지정합니다(그림 4.72, 에이).롤링 베어링은 가장 일반적인 완전한 조립 장치이며 회전 부품이 있는 거의 모든 메커니즘에 사용됩니다(슬라이딩 지지대가 있는 메커니즘 제외).

롤링 베어링은 전문 국가 베어링 공장(GPZ)에서 표준화되어 생산됩니다. 국내 산업은 베어링 생산에서 유럽 최고의 위치 중 하나를 차지하고 있습니다. 1980년대 말. 내부 직경 1mm부터 외부 직경 3m까지 다양한 크기로 연간 최대 10억 개의 베어링이 생산되었습니다.

장점: 상대적으로 낮은 마찰 손실; 대량 생산 중 베어링 비용이 비교적 저렴합니다. 상대적으로 짧은 지지 길이; 윤활유 소비 감소; 작은 시작 순간; 메커니즘의 조립 및 수리를 용이하게 하는 완전한 호환성. 롤링 베어링이 있는 샤프트 및 액슬 설계에서는 축 고정 및 온도 변형 보상 문제를 해결하기가 더 쉽습니다.

결함: 충격 하중에 대한 높은 민감도; 운동과 관련된 제한된 속도

쌀. 4.72

롤링 요소의 수학과 동역학(원심력, 자이로스코프 모멘트 등); 단일 또는 소규모 생산에 대한 높은 비용; 지지대의 상대적으로 큰 반경 방향 치수; 제한된 작동 온도 범위; 형태 오류로 인한 작동 중 소음; 문장 일반적인 용도공격적인 환경에서는 작동하지 마십시오.

일반 기계 공학, 철도 운송, 자동차 산업 및 기타 산업에 사용되는 범용 베어링은 링 및 롤링 요소의 치수 공차가 다른 5가지 정확도 등급으로 생산됩니다. 제조 정확도가 높아짐에 따라 베어링 비용도 증가하므로 정확도 등급 선택이 적절하게 정당화되어야 합니다. 테이블에 4.22는 다양한 정확도 등급의 베어링의 비교 비용을 보여줍니다.

표 4.22

에 의해 전동체의 모양베어링은 볼과 롤러로 구분됩니다. 롤러는 짧은 원통형, 통형, 원추형, 꼬인형 및 긴 원통형일 수 있습니다(그림 4.72, 비).

에 의해 인지된 하중의 방향베어링은 방사형 또는 방사형 하중과 일부 축 하중만 수용하는 방사형 베어링으로 구분됩니다. 반경방향 및 중요한 축방향 하중을 흡수하는 데 사용되는 반경방향 접촉; 추력 - 반경 방향, 축 방향 하중과 함께 반경 방향 하중을받습니다. 지속적이고 축방향 하중을 흡수하도록 설계되었습니다.

에 의해 자체 설치 방법베어링은 비자동 정렬 및 자동 정렬이 가능합니다.

에 의해 전동체의 행 수베어링은 단일 행, 이중 행 및 다중 행으로 구분됩니다.

에 의해 전체 치수의 비율동일한 유형의 베어링은 초경량, 초경량 시리즈로 구분됩니다.

쌀. 4.73

(그림 4.73, 에이),빛 (그림 4.73, b), 빛 넓음 (그림 4.73, 다섯),평균 (그림 4.73, G),중간 너비(그림 4.73, 디) 무겁고 (그림 4.73, 이자형). 경량 및 중형 시리즈의 베어링이 가장 일반적이므로 대량 생산시 비용이 저렴합니다.

일반적인 용도의 주요 베어링 유형을 살펴보겠습니다.

방사형 베어링.단열 레이디얼 볼 베어링 (그림 4.74, 에이)레이디얼 하중을 견디도록 설계되었지만 사용되지 않은 레이디얼 하중의 최대 70%까지 축방향 하중도 견딜 수 있습니다. 이 베어링은 두 축 방향으로 샤프트의 위치를 고정합니다. 낮은 회전 속도에서는 샤프트의 작은 정렬 불량(최대 8")을 허용하며 그 크기는 링과 롤링 요소 사이의 내부 간격에 따라 달라집니다.

복열 구면 레이디얼 볼 베어링 (자동 정렬)(그림 4.74, b)은 링 축의 상호 회전 중에 최대 2~3°의 반경 방향 하중과 사용되지 않은 반경 방향 하중의 최대 20%에 해당하는 축 방향 하중을 흡수합니다. 자동 정렬 베어링은 샤프트 편향이 심하고 베어링 정렬이 잘못된 경우에 장점이 있습니다. 요동 운동 중에 이 베어링은 단열 레이디얼 베어링보다 성능이 더 좋습니다.

짧은 원통형 롤러가 있는 레이디얼 롤러 베어링 (그림 4.74, 다섯)동일한 치수의 볼 베어링보다 1.7배 더 큰 레이디얼 하중을 견뎌냅니다. 이러한 베어링 설계에서 링 중 하나에는 가이드 칼라가 있고 다른 하나는 롤러에 대해 고정되어 있지 않습니다. 이 베어링은 축방향 하중을 지원하지 않습니다. 지지대가 잘못 정렬되면 롤러 가장자리를 따라 추가적인 압력이 발생하여

쌀. 4.74

베어링 수명이 급격히 감소합니다. 이는 전기 모터, 기어박스, 가스 터빈 및 기타 기계에 사용됩니다.

복열 구면 롤러 베어링 (자체 정렬) (그림 4.74, G)증가된 레이디얼 하중과 미사용 레이디얼 하중의 최대 25%까지 축 하중을 수용합니다. 이 베어링의 롤러는 배럴 모양이며 외부 링은 내부 링에 대해 축 방향으로 자유롭게 회전할 수 있습니다. 이러한 베어링은 링이 최대 2.5°까지 잘못 정렬되었을 때 잘못된 정렬과 샤프트 편향을 보상할 수 있습니다. 기존 틈새 내에서 샤프트를 양방향으로 축 방향으로 고정합니다. 이 베어링은 펌프, 압연기 및 큰 반경 방향 하중이 가해지고 샤프트 정렬 불량이 발생할 수 있는 기타 기계의 지지대에 사용됩니다.

니들 롤러 베어링 (그림 4.74, ∂ ) 작은 반경방향 하중에서 큰 반경방향 하중을 수용합니다. 전체 치수. 최대 5m/s의 볼라드 속도와 흔들리는 움직임에 사용됩니다. 롤링 바디는 직경 1.6~6mm, 길이가 롤러 직경 4~10배인 롤러로 케이지 없이 설치됩니다. 때때로 베어링은 내부 링 없이 사용되며 롤러는 샤프트 표면을 따라 굴러갑니다. 이 베어링은 샤프트 편향과 시트 정렬 불량에 매우 민감합니다. 니들 베어링은 크랭크 및 로커 메커니즘, 카르단, 밀링 머신 유닛 등의 지지대에 사용됩니다.

앵귤러 콘택트 베어링.단열 앵귤러 콘택트 볼 베어링 (그림 4.74, 이자형)방사형 및 단면 축방향 하중을 감지합니다. 이 베어링은 외륜 한쪽 면에 베벨이 있어 더 많은 수(45%)의 볼을 장착할 수 있고 반경방향 하중 용량을 30~40% 늘릴 수 있습니다. 인지된 축방향 하중은 볼과 링의 접촉각 a에 따라 사용되지 않은 반경방향 하중의 70-200%입니다. 베어링은 12, 18, 26 및 36°의 접촉각으로 만들어집니다. 접촉각이 증가하면 인지된 축방향 하중이 증가하고 베어링 속도는 감소합니다. 교번 축 하중을 수용하기 위해 베어링은 종종 하나의 지지대에 두 개 이상 설치됩니다. 앵귤러 콘택트 볼 베어링은 공작 기계 스핀들, 전기 모터, 웜 기어 박스 등에 설치됩니다.

테이퍼 롤러 베어링 (그림 4.74, 그리고)상당한 반경방향 하중과 단면 축방향 하중을 동시에 감지합니다. 이 베어링의 롤링 바디는 테이퍼 롤러입니다. 최대 15m/s의 속도에서 사용됩니다. 매우 무거운 하중(압연기)의 경우 양면 축 하중을 견딜 수 있는 다열 테이퍼 롤러 베어링이 설치됩니다. 인지되는 축방향 하중의 크기는 외륜의 테이퍼 각도에 따라 달라지며, 증가할수록 축방향 하중은 증가하고 반경방향 하중 용량은 감소합니다. 이러한 베어링을 설치할 때 축방향 간격을 조정해야 합니다. 간격이 너무 작거나 지나치게 크면 베어링 부품이 파손될 수 있습니다. 이 베어링은 항공기 휠, 자동차, 스퍼 및 웜 기어박스, 기어박스, 금속 절삭 기계의 스핀들에 사용됩니다.

스러스트 레이디얼 볼 베어링(쌀. 4.74, 시간)은 축방향 하중을 견디도록 설계되었지만 작은 반경방향 하중도 견딜 수 있습니다. 접촉선의 경사각은 45~60°입니다. 낮은 회전 속도에서 사용됩니다.

스러스트 베어링.스러스트 볼 베어링 (그림 4.74, 그리고)최대 10m/s의 샤프트 속도에서 축방향 하중만 견디도록 설계되었으며 수직 샤프트에서 더 잘 작동합니다. 고속에서는 볼에 작용하는 원심력과 자이로스코프 모멘트로 인해 베어링의 작동 조건이 악화됩니다. 이는 설치 정확성에 매우 민감하며 최대 2"까지 링의 상호 정렬 불량을 허용합니다. 나사 너트 변속기, 잭, 크레인 후크 등에 사용됩니다.

스러스트 롤러 베어링 (그림 4.74, 에게)주로 회전 속도가 낮은 수직 샤프트의 축 하중만 견디도록 설계되었습니다. 높은 부하 용량이 특징입니다. 링 왜곡에 매우 민감합니다. 허용되는 왜곡은 1을 넘지 않습니다.

특수 베어링.일반용 베어링 외에도 항공용, 내식성, 자기윤활, 저소음 등 특수베어링도 생산하고 있습니다. 항공베어링에는 가스터빈 엔진용 고하중 고속베어링, 제어용 베어링 등이 있습니다. 무거운 하중 하에서 흔들리는 동작을 수행하는 항공기 메커니즘, 최대 100,000rpm의 회전 속도를 갖는 전기 장치용 베어링. 항공기 제어 메커니즘용 베어링은 케이지 없이 생산되며 링 사이의 공간에 윤활유를 고정하는 볼, 그리스 및 보호 와셔로 완전히 채워져 있습니다. 부식 방지 베어링은 크롬강 95X18, 11X18로 제작되었으며 케이지는 불소수지-4로 제작되었습니다. 자체 윤활 베어링은 깊은 진공, 초저 또는 초고온 조건에서 작동하는 특수 장비 메커니즘에 설치됩니다(메커니즘 우주 기술). 이러한 조건에서 플라스틱 및 액체 윤활제는 점도를 잃으므로 이황화 몰리브덴 MoS2, 흑연, 불소 수지 및 특수 등급의 플라스틱과 같은 고체 윤활제가 사용됩니다. 궤도에 적용 특수 코팅은, 니켈, 금에서. 이 베어링은 마찰 영역에서 열 제거가 없기 때문에 기존 베어링보다 2배 낮은 속도로 작동합니다. 저소음 베어링은 사람이 있는 곳에서 비교적 오랜 시간 동안 작동하는 메커니즘(우주비행사의 생명 유지 시스템, 메커니즘)에 사용됩니다. 가전제품등.). 진동 수준을 줄이고 그에 따른 소음은 롤링 요소와 베어링 링 사이의 간격을 줄여 제조 정확도를 높여 달성됩니다.

베어링은 탄소 함량이 1~1.5%인 볼 베어링 고탄소 크롬강 ШХ15, ШХ15СГ로 만들어집니다. 강철 등급 지정의 숫자는 크롬 함량을 10% 단위로 나타냅니다. 초경합금강 18ХГТ, 20Х2Н4А, 20НМ도 사용됩니다. 전동체와 베어링 링의 경도는 60-65 HRC입니다. 공격적인 환경에서 작동하는 베어링의 경우 내식성 강철 9X18, 9X18Ш가 사용됩니다. 케이지는 대부분 스탬프 또는 리벳으로 만들어집니다. 강철 테이프. 링의 상대 주변 속도가 10m/s를 초과하는 경우 청동, 황동, 알루미늄 합금그리고 비금속 재료.

베어링 유형 선택.롤링 베어링을 선택할 때 하중의 크기, 작용 특성 및 방향, 회전 속도, 요구되는 내구성, 설치 조건, 충격 환경등. 동일한 작동 조건에서 베어링을 사용할 수 있습니다. 다양한 유형, 선정 시 유사한 구조의 경제적 요인과 운영 경험을 고려합니다. 첫째, 그들은 가장 저렴하고 작동하기 쉬운 경량 또는 중형 시리즈의 방사형 단열 볼 베어링을 사용할 가능성을 고려합니다. 다른 유형의 베어링 선택에 대한 정당성이 입증되어야 합니다. 베어링의 치수는 하중 지지력 요구 사항, 샤프트 저널의 직경(강도에 따라 결정됨) 및 지지대 배치 조건에 따라 결정됩니다. 따라서 베어링의 선택은 메커니즘 설계 단계에서 중요하고 결정적인 순간입니다.

베어링 계산.베어링 내구성은 동적 부하 용량을 기준으로 계산됩니다. 베어링이 하중을 받아 회전할 때 롤링 요소와 링의 상호 작용 지점에서 접촉 응력이 발생하며 제로 사이클을 따라 달라집니다. 성능 기준은 접촉 표면의 피로 파괴에 대한 저항성입니다. 실험 데이터를 바탕으로 유효 하중과 내구성 사이에 다음과 같은 관계가 설정되었습니다.

어디 엘– 베어링 수명, 백만 회전; – 계수; 와 함께– 고정 외부 링이 있는 베어링이 100만 회전을 견딜 수 있는 일정한 반경 방향 하중인 동적 하중 용량; 아르 자형– 베어링에 작용하는 등가 하중; – 지수(볼 베어링 및 롤러 베어링의 경우).

일반적인 사용을 위한 베어링의 신뢰성은 무고장 작동 가능성에 해당합니다. 신뢰성을 높여야 할 경우 내구성 계수가 도입됩니다(표 4.23).

표 4.23

계수는 베어링이 만들어지는 재료와 작동 조건에 따라 달라집니다. 일반적인 사용 메커니즘의 경우 다음을 수행할 수 있습니다.

레이디얼 및 앵귤러 콘택트 볼과 테이퍼 롤러 베어링의 등가 하중은 다음 관계에 의해 결정됩니다.

어디 엑스그리고 와이– 방사형 및 축방향 하중 계수(표 4.16 참조) 다섯-내부 링이 회전하면 회전 계수는 1이고 외부 링이 회전하면 1.2입니다. - 반경방향 및 축방향 하중; – 작동 부하의 특성을 고려한 안전 계수 – 온도 계수, 1과 같다~에 작동 온도베어링 C.

가벼운 충격과 진동이 없는 하중 하의 안전 계수; 강한 충격과 높은 과부하로 인해 적당한 충격과 진동이 발생합니다.

짧은 원통형 롤러가 있는 베어링의 등가 하중은 다음 공식을 사용하여 구합니다.

스러스트 베어링의 경우 - 공식에 따라

등가 하중이 증가함에 따라 아르 자형 2배 증가하면 내구성이 8~10배 감소하므로 베어링에 작용하는 하중을 최대한 정확하게 판단하는 것이 필요합니다.

베어링 수명(시간)은 메커니즘의 서비스 수명과 비교됩니다.

어디 피 -베어링 링 회전 속도, rpm; G – 메커니즘 리소스, 시간.

회전 속도가 rpm인 베어링에 대해 동적 부하 용량을 기반으로 한 내구성 계산이 수행됩니다. rpm으로 흔들리거나 회전하는 베어링에서 유효 하중은 정적 하중으로 간주되어 정적 하중 용량 Q와 비교됩니다. 정하중 용량전동체와 링의 잔류 변형이 허용치를 초과하지 않는 힘을 이해합니다. 디– 롤링 바디의 직경. 정적 및 동적 하중 등급은 베어링 카탈로그에 나와 있습니다.

윤활유.매우 중요함 올바른 선택윤활제는 마찰 손실을 줄이고 마찰 영역에서 열 제거를 촉진하며 롤링 요소가 케이지와 링에 미치는 영향을 완화하고 부식을 방지하며 소음 수준을 감소시킵니다. 베어링용 윤활제 유형의 선택은 작동 모드 및 조건, 메커니즘 설계, 환경, 특수 요구 사항 등에 따라 다릅니다. 윤활에는 플라스틱 및 액체 윤활제가 사용됩니다. 그리스 윤활제 등급 CILTIM-201,

Litol-24, VNII NP-207 및 기타 제품은 -60...+ 150°C의 온도 범위, 적당한 하중 및 회전 속도에서 사용됩니다. 액체 윤활제(오일) – 고속 및 고하중 베어링용. 후자는 보다 효율적인 열 제거를 제공하고 마찰 표면에 더 잘 침투합니다. 또한 윤활유 교체를 위해 접근하기 어렵고 윤활유 존재 여부를 지속적으로 모니터링해야 하는 마찰 장치에도 사용됩니다. 액체 오일의 주요 브랜드: 산업용 I-5A, I-12A, 변속기 TAD-17, 항공 MS-14, MK-22 등

씰링 베어링 유닛. 중요한 조건베어링의 안정적인 작동 - 환경으로부터 먼지, 습기, 연마 입자가 침투하는 것으로부터 베어링 캐비티를 보호하고 윤활유 누출을 방지하는 합리적인 씰 선택입니다. 선택한 씰의 디자인은 윤활제 유형, 베어링 어셈블리의 조건 및 작동 조건, 견고성 정도에 따라 달라집니다.

작동 원리에 따라 씰은 접촉 씰로 나뉘며, 씰링 요소가 샤프트의 움직이는 표면에 꼭 맞아서 씰링이 수행됩니다. 비접촉 - 결합 요소의 작은 간격으로 인해 밀봉이 수행됩니다. 접촉식 씰과 비접촉식 씰의 조합으로 구성됩니다.

씰에 문의하세요. 접촉 씰의 주요 유형은 스터핑 박스와 립 씰입니다. 에스. 펠트 링이 있는 씰(스터핑 박스)주변 속도까지 그리스 윤활유로 작동하는 베어링 공동을 밀봉하는 데 사용됩니다. 다섯= 8m/s 및 티= 90°C. 연락 링 2 샤프트 포함 1 (그림 4.75, 에이)프리로드로 제공됩니다. 몸체 부분의 홈에 설치하기 전에 펠트 링에 윤활제(85%)와 흑연의 가열된 혼합물이 함침됩니다. 과도한 압력과 먼지가 많은 환경에서는 이러한 씰을 사용하지 않는 것이 좋습니다. 스터핑 박스 씰은 다른 씰(슬롯 및 래버린스)과 함께 설치하면 효율성과 내구성이 향상됩니다.

립 씰(그림 4.75, 비) O링이 있어요 3, 고무로 만들어졌으며 샤프트 표면과 접촉하는 돌출된 작업 가장자리가 있음 1. 너비가 0.2-0.5mm인 커프의 작업 가장자리와 샤프트의 접촉은 예압에 의해 보장될 뿐만 아니라 팔찌 스프링 2로 샤프트에 눌러 고정됩니다. 씰은 작업 가장자리가 씰링 매체의 과도한 압력으로 인해 샤프트에 눌려졌습니다. 막힌 환경에서 작업하기 위한 커프는 추가 작업 모서리(부트 5)로 제작됩니다. 강성을 높이기 위해 커프 본체를 강철 링으로 강화할 수 있습니다. 4. 립 씰은 속도에 따라 베어링 장치에 사용됩니다. 다섯= 25~30m/s 및 초과 압력 피 = 0.2 0.3MPa. 커프 2개를 3~8mm 간격으로 순차적으로 설치하여 작업 효율성을 높입니다.

쌀. 4.75

모든 윤활유 및 속도에서 베어링 유닛 밀봉 v>성형 와셔를 사용하면 5m/s 달성 가능 2 (그림 4.75, c). 와셔의 두께는 크기에 따라 다르며 0.3-0.5mm입니다. 와셔는 너트로 고정되어 있습니다. 1. 와셔와 베어링 레이스 사이의 접촉을 방해할 가능성이 있으므로 성형 와셔를 사용하여 큰 축 간격이 있는 자동 정렬 베어링을 밀봉하는 것은 권장되지 않습니다.

결함접촉 씰 - 접촉 표면 사이에 마찰이 존재하여 추가 에너지 비용이 발생하고 표면이 가열되고 마모됩니다. 마찰 및 마모 접점 쌍접촉 씰의 내구성과 적용 범위를 제한합니다.

비접촉 씰. 이러한 씰은 흐름 영역이 급격하게 변하는 좁은 슬롯이나 채널을 통한 윤활유의 흐름을 저항함으로써 작동합니다. 절대적인 견고성을 제공하지는 않지만 누출을 제한하는 역할을 합니다. 비접촉 씰의 주요 장점은 모든 온도와 속도에서 내구성이 향상되고 안정적인 작동이 가능하다는 것입니다. 작동 원리에 따라 정적 및 동적으로 나눌 수 있습니다. 고정 씰, 슬롯형 및 미로형 씰에서 누출량은 결합 요소 연결의 기하학적 특성에만 의존합니다. 동적 씰의 효과는 연결의 기하학적 구조와 결합 요소의 상대적인 회전 속도에 따라 달라집니다.

목구멍 씰(그림 4.75, G)그리스와 속도에 사용 다섯= 5m/초. 씰의 밀봉 정도는 틈의 크기와 틈의 길이 /에 따라 다릅니다. 간격은 씰이 설치된 장소에서 샤프트의 편향, 샤프트 표면의 편심에 의해 결정됩니다. 2 그리고 선체 1 회전축, 베어링의 틈새 등과 관련하여 고정 부분에 매스틱을 적용하면 간격을 줄일 수 있습니다. 3 흑연분말로 준비했습니다.

특정 온도에서 플라스틱 및 액체 윤활제로 작동하는 베어링 유닛 밀봉 티= 80~400°С 및 속도 다섯= 30 m/s, 조립 중에 그리스로 채워지는 그리스 홈(그림 4.75, E)이 제공될 수 있습니다. 홈의 치수와 간격의 크기는 샤프트의 직경에 따라 결정됩니다. 예를 들어, d = 20~95mm 아르 자형= 1±1.25mm 및 δ = 0.3±0.4mm.

미궁 봉인속도 v > 30 m/s에서 사용됩니다. 슬롯 수에 따라 단일 스테이지 또는 다중 스테이지가 될 수 있습니다. 방사형 씰(그림 4.75, 이자형)부싱의 상대 변위를 허용합니다. 2 지지 커버와 관련하여 1, 따라서 부동 베어링 지지대에 사용됩니다. 축 방향 미로 씰에서 (그림 4.75, 그리고)일체형 하우징 포함 3 복합 미로 슬리브를 사용하십시오 4. 이 씰은 샤프트의 축방향 변위가 있을 때 설치됩니다.

액체 윤활제를 사용한 베어링 배열 다이나믹 씰이 사용되며,와타가 회전할 때는 작동하지만 멈추면 효율성이 떨어집니다. 비작동 메커니즘의 누출을 방지하기 위해 이러한 씰은 종종 정적 접촉 또는 비접촉 씰과 함께 사용됩니다. 나선 (스레드) 밀봉하다(그림 4.75, h)는 직사각형 또는 삼각형 프로파일의 단일 또는 다중 패스 절단 형태로 수행됩니다. 샤프트가 회전하면 윤활유가 기어박스 구멍으로 유입됩니다. 에-

쌀. 4.76

절단 방향은 샤프트 회전 방향과 일치해야 합니다. 나선형 씰은 가역 메커니즘에 사용할 수 없습니다.

그림에서. 그림 4.76은 오일 플링거 링으로 구성된 AI-14V 항공기 엔진의 기어박스 베어링 어셈블리의 결합 씰을 보여줍니다. 2 그리고 탄력 있는 금속 반지 1. 기어박스가 작동하지 않을 때 탄성 링이 베어링 커버와 접촉하여 밀봉이 보장됩니다. 4. 원심력의 영향으로 샤프트가 회전하면 액체 윤활제가 링 주변으로 분사됩니다. 2 그리고 몸의 아래쪽 부분으로 흘러 들어가는데, 거기에 통로가 있습니다. 3 그것을 배수하기 위해.

샤프트와 차축

기어 휠은 특수 직사각형 부품에 장착됩니다. 둥근 단면. 이러한 부품 중에는 차축과 샤프트가 있습니다.

중심선- 바퀴를 고정하고 회전의 중심을 잡는 역할을 하는 부품입니다. 샤프트– 축 전달 토크.

부품인 "바퀴 축"과 회전 중심의 기하학적 선인 "회전 축"의 개념을 혼동해서는 안됩니다.

샤프트와 액슬의 모양은 가장 단순한 실린더부터 복잡한 크랭크 구조까지 매우 다양합니다. 1889년 스웨덴 엔지니어 Karl de Laval이 제안한 유연한 샤프트 설계가 알려져 있습니다.

샤프트의 모양은 길이에 따른 굽힘 및 토크 모멘트의 분포에 의해 결정됩니다. 적절하게 설계된 샤프트는 동일한 저항을 갖는 빔입니다.

샤프트와 차축은 회전하므로 하중, 응력 및 변형이 교대로 발생합니다. 따라서 샤프트와 차축의 고장은 피로의 성격을 갖습니다.

샤프트 및 액슬 고장의 원인은 "수명"의 모든 단계에서 추적할 수 있습니다.

1. 설계 단계에서 - 잘못된 모양 선택, 응력 집중 장치의 잘못된 평가.

2. 제조단계에서 부주의한 취급으로 인한 상처, 흠집, 찌그러짐 등이 있습니다.

3. 작동 단계에서 - 베어링 유닛의 잘못된 조정.

샤프트 또는 액슬이 기능하려면 다음을 확인해야 합니다.

è 체적 강도 (저항 능력 Mizg 그리고 남 멋지다 );

è 표면 강도(특히 다른 부품과의 접합부)

è 굽힘 강성;

è 비틀림 강성(특히 긴 샤프트의 경우).

모든 샤프트계산되어야 한다 체적 강도를 위해.

샤프트와 액슬의 하중 패턴은 샤프트와 액슬에 설치된 회전 부품의 수와 위치, 힘의 방향에 따라 달라집니다. 복잡한 로딩의 경우 두 개의 직교 평면(예: 정면 및 수평)을 선택하고 각 평면의 회로를 고려합니다. 물론 실제 구조가 계산되는 것은 아니지만 힌지 지지대 위의 빔, 내장된 빔, 정적으로 불확정적인 문제까지 포함하는 단순화된 계산 모델입니다.

설계 다이어그램을 작성할 때 샤프트는 힌지 지지대 위에 놓인 직선 막대로 간주됩니다. 지지 유형을 선택할 때 샤프트의 변형이 작다고 가정하고 베어링이 축의 약간의 기울어짐이나 움직임을 허용하는 경우 힌지 고정 또는 힌지 이동 지지로 간주됩니다. 반경방향 힘과 축방향 힘을 동시에 감지하는 슬라이딩 또는 구름 베어링은 관절 고정 지지대로 간주되고, 반경방향 힘만 인지하는 베어링은 관절 가동 베어링으로 간주됩니다.

이러한 문제는 코스 학생들에게 잘 알려져 있습니다. 이론 역학(정역학) 및 재료의 저항.

체적 강도에 대한 샤프트 계산은 3단계로 수행됩니다.

나. 샤프트의 예비 계산

이는 기계의 모든 샤프트에 대한 토크만 알려진 기술 사양 개발 단계에서 수행됩니다. 이 경우 샤프트는 전단 비틀림 응력만 받는 것으로 가정됩니다.

t cr= MVR / WP £ [ 티 ] cr ,

어디 승 - 단면의 극 저항 모멘트.

원형 단면의 경우: 승 = pd 3/16 , [ 티 ] cr = 15 ¸ 20N/mm 2 .

비틀림 응력의 강도 조건은 샤프트 직경을 기준으로 편리하게 해결됩니다.

이것은 최소 샤프트 직경입니다. 샤프트의 다른 모든 섹션에서는 더 커질 수 있습니다. 계산된 최소 샤프트 직경은 가장 가까운 큰 값으로 반올림됩니다. 일반 시리즈. 이 직경은 추가 설계의 출발점입니다.

II. 샤프트의 정밀한 계산

이 단계에서는 토크뿐만 아니라 굽힘 모멘트도 고려됩니다. 이는 예비 레이아웃 단계에서 수행됩니다. 베어링이 미리 선택되면 샤프트의 모든 섹션 길이가 알려져 있고 샤프트의 모든 휠 위치가 알려져 있으며 샤프트에 작용하는 힘이 알려져 있습니다. 계산됩니다.

샤프트의 설계 다이어그램은 두 평면에 그려집니다. 알려진 힘에 따르면 기어지지대까지의 거리, 수평면과 정면면의 굽힘 모멘트 다이어그램이 구성됩니다. 그런 다음 총 굽힘 모멘트가 계산됩니다.

어디 α =0,75 또는 1 채택된 힘의 에너지 이론에 따라 대부분의 저자들에 의해 동등하다고 받아들여짐 1 .

굽힘과 비틀림의 결합 작용으로 인한 등가 응력이 계산됩니다. 에스 eq = M eq / W p .

방정식은 최소 샤프트 직경에 대해서도 해결됩니다.

또는 허용 수직 응력과의 비교도 동일합니다.

업데이트된 계산에서 얻은 최소 샤프트 직경은 최종적으로 추가 설계에 적용됩니다.

III. 샤프트 내구성 계산

이는 샤프트의 작업 도면이 거의 준비되었을 때 세부 설계 단계에서 테스트로 수행됩니다. 정확한 모양, 치수 및 모든 응력 집중 장치(키홈, 환형 홈, 관통 및 막힌 구멍, 억지 끼워 맞춤, 필렛(부드럽고 둥근 직경 전환))가 알려져 있습니다.

계산 시 굽힘 응력은 대칭 주기에 따라 변하고, 접선 비틀림 응력은 0이 아닌 맥동 주기에 따라 변한다고 가정합니다.

내구성을 위한 샤프트의 테스트 계산은 본질적으로 실제 안전계수를 결정하는 것입니다. N , 이는 허용되는 것과 비교됩니다

여기 ns 그리고 n t - 수직 및 접선 응력에 대한 안전계수

어디 에스 -1 그리고 τ -1 – 대칭 주기로 굽힘 및 비틀림 중 샤프트 재료의 내구성 한계 k σ 그리고 케이 τ – 필렛, 키 홈, 압입 및 나사산을 고려한 굽힘 및 비틀림 중 유효 응력 집중 계수 ε α 그리고 ε τ – 샤프트 직경의 척도 인자; 에스 에이 그리고 τa - 진폭 전압 값; 에스 중 그리고 τm – 평균 사이클 전압( 에스 중 = 0 , τm =τa ); ψ σ 그리고 ψ τ – 피로 강도에 대한 평균 주기 응력의 영향 계수는 강철 유형에 따라 다릅니다.

응력에 따른 안전계수 계산은 "재료 강도" 과정의 "순환 응력 상태" 섹션에 자세히 설명되어 있습니다.

안전율이 필요한 것보다 작은 것으로 판명되면 표면 경화(질화, 고주파 전류에 의한 표면 경화, 쇼트 피닝, 롤러 롤링 등)를 사용하여 피로 저항을 크게 높일 수 있습니다. 이 경우 지구력 한계를 최대 50% 이상 증가시킬 수 있습니다.

테스트 질문

s 샤프트와 액슬의 차이점은 무엇입니까?

■ 샤프트와 차축의 굽힘 응력의 동적 특성은 무엇입니까?

■ 샤프트와 차축 고장의 원인은 무엇입니까?

■ 샤프트의 강도 계산 단계는 어떤 순서로 수행됩니까?

■ 샤프트의 설계 계산에서 결정되는 직경은 무엇입니까?

샤프트 및 차축 지지대 - 베어링

샤프트와 차축은 지지대 역할을 하는 특수 부품에 의해 지지됩니다. "베어링"이라는 이름은 "스파이크"(스파이크)라는 단어에서 유래되었습니다. 영어 샤프트, 독일 자펜, 홀. 시펜 – 샤프트). 이것은 실제로 베어링이 설치되는 샤프트 생크 및 저널이라고 부르는 것입니다.

베어링의 목적은 회전(샤프트, 축) 부품과 고정 하우징 사이에 안정적이고 정밀한 연결을 제공해야 한다는 것입니다. 따라서, 주요 특징베어링 작동 - 결합 부품의 마찰.

마찰의 특성에 따라 베어링은 두 개의 큰 그룹으로 나뉩니다.

è 평면 베어링(미끄럼 마찰);

è 구름 베어링(구름 마찰).

슬라이딩 베어링

이러한 베어링의 주요 요소는 감마재 또는 적어도 감마 코팅으로 만들어진 라이너입니다. 라이너는 샤프트와 베어링 하우징 사이에 설치(삽입)됩니다.

슬라이딩 마찰은 확실히 롤링 마찰보다 크지만 슬라이딩 베어링의 장점은 다양한 사용 영역에 있습니다.

분리 가능한 구조(그림 참조)

높은 회전 속도(터보제트 엔진의 가스 동적 베어링) N >10,000rpm );

축의 중심을 정확히 맞춰야 하는 경우;

매우 크고 작은 크기의 기계에서;

물과 기타 공격적인 환경에서.

이러한 베어링의 단점은 마찰과 고가의 감마재가 필요하다는 것입니다.

또한 슬라이딩 베어링은 보조, 저속, 저책임 메커니즘에 사용됩니다.

일반 베어링의 일반적인 결함 및 고장은 마찰로 인해 발생합니다.

r 온도 결함(라이너의 고착 및 용융);

r 연마 마모;

r 맥동 하중으로 인한 피로 파괴.

슬라이딩 베어링 유닛의 설계 옵션이 다양하고 복잡하기 때문에 설계 원리는 일반적으로 청동 또는 청동 합금과 같은 감마재로 만든 얇은 벽의 부싱과 플라스틱으로 만든 경부하 메커니즘의 경우 사이에 설치된다는 것입니다. 하우징과 샤프트. 디젤 기관차 디젤 엔진 M753 및 M756에서 강철 스트립과 알루미늄-주석 합금 AO 20-1로 만들어진 두께 4mm 이하의 얇은 벽 바이메탈 라이너를 사용한 성공적인 경험이 있습니다.

대부분의 레이디얼 베어링에는 원통형 라이너가 있지만 샤프트의 필렛과 라이너 모서리의 둥근 모양으로 인해 축방향 하중도 흡수할 수 있습니다. 테이퍼 라이너가 있는 베어링은 거의 사용되지 않습니다. 메커니즘의 정확성을 유지하기 위해 베어링 마모로 인한 간격을 체계적으로 제거("모니터링")해야 하는 경우 가벼운 하중에 사용됩니다.

을 위한 올바른 작동베어링이 마모되지 않은 경우 저널과 부싱의 표면은 충분한 두께의 윤활제 층으로 분리되어야 합니다. 베어링의 작동 모드에 따라 다음이 있을 수 있습니다.

è 유체마찰샤프트와 라이너의 작업 표면이 오일 층으로 분리되어 있는 경우, 오일 층의 두께는 표면 거칠기 높이의 합보다 큽니다. 이 경우 오일은 외부 하중을 흡수하여 샤프트를 라이너에서 분리하여 마모를 방지합니다. 움직임에 대한 저항이 거의 없습니다.

è 반유체 마찰, 샤프트와 라이너의 요철이 서로 닿을 수 있고 이러한 위치에서 라이너의 입자를 붙잡아 찢어집니다. 이러한 마찰은 외부에서 먼지가 유입되지 않더라도 마모를 유발합니다.

유체 마찰 모드를 제공하는 것은 대부분의 평면 베어링을 계산하는 주요 기준입니다. 동시에 마모 및 걸림 기준에 따라 성능이 보장됩니다.

슬라이딩 베어링의 강도 및 성능에 대한 기준은 마찰 영역의 접촉 응력 또는 기본적으로 접촉 압력입니다. 계산된 접촉 압력은 허용 가능한 접촉 압력과 비교됩니다. 피 =N/ (엘디 ) £ [ 피 ] . 여기 N – 부싱에 대한 샤프트의 수직 압력의 힘(지지 반력), 엘 - 베어링 부싱의 작동 길이, 디 – 샤프트 저널의 직경.

때로는 계산되고 허용되는 압력과 슬라이딩 속도의 곱을 비교하는 것이 더 편리할 때도 있습니다. 샤프트의 직경과 속도를 알면 슬라이딩 속도를 쉽게 계산할 수 있습니다.

압력과 슬라이딩 속도의 곱은 베어링의 발열과 마모를 나타냅니다. 가장 위험한 순간은 메커니즘이 시작되는 순간입니다. 정지 상태에서는 샤프트가 라이너 위에서 낮아지고("눕혀짐") 움직임이 시작되면 건식 마찰이 불가피합니다.

롤링 베어링

설계 원리는 샤프트와 롤링 바디라고 불리는 동일한 원형 바디 그룹의 바디 사이에 존재한다는 것입니다.

이는 볼, 롤러(짧고 두껍거나 긴 바늘 모양), 원추형 롤러, 배럴 모양 또는 나선형 스프링일 수 있습니다. 일반적으로 베어링은 외부 링과 내부 링으로 구성되며 그 사이에 롤링 요소가 배치되는 독립적인 조립 장치로 만들어집니다.

서로 불필요한 접촉을 피하고 원주 주위에 균일한 분포를 보장하기 위해 롤링 요소는 특수 링 모양 케이지인 분리기( 위도 분리 - 분리하다).

소위 방사형 치수를 줄이기 위해 싸워야하는 일부 디자인에서는. 롤링 요소가 샤프트와 하우징 사이에 직접 설치된 경우 "링 없는" 베어링. 그러나 이러한 구조에는 복잡하고 개별적이며 따라서 조립 및 분해 비용이 많이 든다는 것을 추측하는 것은 어렵지 않습니다.

롤링 베어링의 장점:

낮은 마찰, 낮은 열;

윤활유 절약;

높은 수준표준화;

고가의 감마재를 절약합니다.

구름 베어링의 단점:

` 높은 치수(특히 방사형) 및 무게;

` 표준 크기 선택을 최적화하기 위한 높은 요구 사항;

` 빈약한 진동 보호; 더욱이 베어링 자체는 롤링 요소의 아주 작은 불가피한 크기 차이로 인해 진동 발생기입니다.

구름 베어링은 다음과 같은 주요 특성에 따라 분류됩니다.

è 전동체의 모양;

è 치수(축방향 및 반경방향);

è 치수의 정확성;

è 인지된 힘의 방향.

롤링 요소의 모양에 따라 베어링은 다음과 같이 구분됩니다.

è

공(고속, 회전축의 편차 가능성으로 인해 자체 설치 가능)

è 롤러– 원추형, 원통형, 바늘형(내하중은 더 높지만 회전축의 위치가 정확하게 고정되어 있어 배럴형 롤러를 제외하고 자동 정렬이 불가능함).

반경 방향 치수를 기준으로 베어링은 7개 시리즈로 분류됩니다.

축 치수에 따라 베어링은 4가지 시리즈로 분류됩니다.

베어링은 정확도 등급에 따라 다음과 같이 분류됩니다.

è "0" – 일반 등급;

è "6" – 정확도가 향상됩니다.

è "5" – 높은 정확도;

è "4" – 특히 높은 정확도;

è "2" – 초고정밀도.

베어링 정확도 등급을 선택할 때 "정확할수록 비용이 더 많이 든다"는 점을 기억해야 합니다.

인지된 힘에 따라 모든 베어링은 네 그룹으로 나뉩니다. 방사형을 계산한 결과 정말로 그리고 축 파 샤프트 지지대의 반응에 따라 설계자는 다음을 선택할 수 있습니다.

è 방사형베어링(만약 정말로 <<파 ), 레이디얼 하중과 미미한 축방향 하중만 취합니다. 이들은 원통형 롤러입니다(만약 파 = 0 ) 및 레이디얼 볼 베어링.

è 각도 접촉베어링(만약 정말로 >파 ), 더 큰 반경방향 하중과 더 작은 축방향 하중을 차지합니다. 이는 원뿔 각도가 작은 앵귤러 콘택트 볼과 원추형 롤러입니다.

è 추력 방사형베어링(만약 정말로 <파 ), 더 큰 축 방향 하중과 더 작은 반경 방향 하중을 차지합니다. 이는 원추각이 큰 테이퍼 롤러 베어링입니다.

è 스러스트 베어링, "스러스트 베어링"(만약 정말로 <<파 ), 축방향 하중만 취합니다. 스러스트 볼 베어링과 스러스트 롤러 베어링이 있습니다. 샤프트의 중심을 잡을 수 없으며 레이디얼 베어링과 조합해서만 사용됩니다.

롤링 베어링 재료는 링과 롤링 요소의 경도와 내마모성에 대한 높은 요구 사항을 고려하여 선택됩니다.

여기에는 볼 베어링 고탄소 크롬강 ШХ15 및 ШХ15СГ와 표면 경화 합금강 18ХГТ 및 20Х2Н4А가 사용됩니다.

링과 롤러의 경도는 일반적으로 HRC60 ¸ 65 , 공에는 조금 더 있습니다. HRC62 ¸ 66 , 볼의 접촉 압력 면적이 더 작기 때문입니다. 케이지는 고속 베어링용 연탄소강 또는 감마 청동으로 제작됩니다. 두랄루민, 금속-세라믹, 텍스톨라이트, 플라스틱으로 만든 분리막이 널리 사용됩니다.

샤프트와 차축

기어 휠은 단면이 원형인 특수 직사각형 부품에 장착됩니다. 이러한 부품 중에는 차축과 샤프트가 있습니다.

중심선- 바퀴를 고정하고 회전의 중심을 잡는 역할을 하는 부품입니다. 샤프트– 축 전달 토크.

부품인 "바퀴 축"과 회전 중심의 기하학적 선인 "회전 축"의 개념을 혼동해서는 안됩니다.

샤프트의 모양은 길이에 따른 굽힘 및 토크 모멘트의 분포에 의해 결정됩니다. 적절하게 설계된 샤프트는 동일한 저항을 갖는 빔입니다.

샤프트와 차축은 회전하므로 하중, 응력 및 변형이 교대로 발생합니다. 따라서 샤프트와 차축의 고장은 피로의 성격을 갖습니다.

샤프트 및 액슬 고장의 원인은 "수명"의 모든 단계에서 추적할 수 있습니다.

1. 설계 단계에서 - 잘못된 모양 선택, 응력 집중 장치의 잘못된 평가.

2. 제조단계에서 부주의한 취급으로 인한 상처, 흠집, 찌그러짐 등이 있습니다.

3. 작동 단계에서 - 베어링 유닛의 잘못된 조정.

샤프트 또는 액슬이 기능하려면 다음을 확인해야 합니다.

è 체적 강도 (저항 능력 Mizg 그리고 남 멋지다 );

è 표면 강도(특히 다른 부품과의 접합부)

è 굽힘 강성;

è 비틀림 강성(특히 긴 샤프트의 경우).

모든 샤프트계산되어야 한다 체적 강도를 위해.

이러한 문제는 이론 역학(정역학) 및 재료 강도 과정의 학생들에게 잘 알려져 있습니다.

체적 강도에 대한 샤프트 계산은 3단계로 수행됩니다.

나. 샤프트의 예비 계산

이는 기계의 모든 샤프트에 대한 토크만 알려진 기술 사양 개발 단계에서 수행됩니다. 이 경우 샤프트는 전단 비틀림 응력만 받는 것으로 가정됩니다.

t cr= MVR / WP £ [ 티 ] cr ,

어디 승 - 단면의 극 저항 모멘트.

원형 단면의 경우: 승 = pd 3/16 , [ 티 ] cr = 15 ¸ 20N/mm 2 .

비틀림 응력의 강도 조건은 샤프트 직경을 기준으로 편리하게 해결됩니다.

이것은 최소 샤프트 직경입니다. 샤프트의 다른 모든 섹션에서는 더 커질 수 있습니다. 계산된 최소 샤프트 직경은 가장 가까운 더 큰 정상 범위로 반올림됩니다. 이 직경은 추가 설계의 출발점입니다.

II. 샤프트의 정밀한 계산

샤프트의 설계 다이어그램은 두 평면에 그려집니다. 기어의 알려진 힘과 지지대까지의 거리를 사용하여 수평면과 정면면의 굽힘 모멘트 다이어그램이 구성됩니다. 그런 다음 총 굽힘 모멘트가 계산됩니다.

어디 α =0,75 또는 1 채택된 힘의 에너지 이론에 따라 대부분의 저자들에 의해 동등하다고 받아들여짐 1 .

굽힘과 비틀림의 결합 작용으로 인한 등가 응력이 계산됩니다. 에스 eq = M eq / W p .

방정식은 최소 샤프트 직경에 대해서도 해결됩니다.

또는 허용 수직 응력과의 비교도 동일합니다.

업데이트된 계산에서 얻은 최소 샤프트 직경은 최종적으로 추가 설계에 적용됩니다.

III. 샤프트 내구성 계산

계산 시 굽힘 응력은 대칭 주기에 따라 변하고, 접선 비틀림 응력은 0이 아닌 맥동 주기에 따라 변한다고 가정합니다.

내구성을 위한 샤프트의 테스트 계산은 본질적으로 실제 안전계수를 결정하는 것입니다. N , 이는 허용되는 것과 비교됩니다

여기 ns 그리고 n t - 수직 및 접선 응력에 대한 안전계수

응력에 따른 안전계수 계산은 "재료 강도" 과정의 "순환 응력 상태" 섹션에 자세히 설명되어 있습니다.

테스트 질문

s 샤프트와 액슬의 차이점은 무엇입니까?

■ 샤프트와 차축의 굽힘 응력의 동적 특성은 무엇입니까?

■ 샤프트와 차축 고장의 원인은 무엇입니까?

■ 샤프트의 강도 계산 단계는 어떤 순서로 수행됩니까?

■ 샤프트의 설계 계산에서 결정되는 직경은 무엇입니까?

샤프트 및 차축 지지대 - 베어링

베어링의 목적은 회전(샤프트, 축) 부품과 고정 하우징 사이에 안정적이고 정밀한 연결을 제공해야 한다는 것입니다. 결과적으로 베어링의 주요 특징은 결합 부품의 마찰입니다.

마찰의 특성에 따라 베어링은 두 개의 큰 그룹으로 나뉩니다.

è 평면 베어링(미끄럼 마찰);

è 구름 베어링(구름 마찰).

샤프트- 설치된 부품을 지지하고 회전 토크()를 전달하도록 설계된 기계의 회전 부품.

그림 1 – 직선형 계단식 샤프트: 1 – 스파이크; 2 – 목; 3 – 베어링

중심선– 설치된 부품을 지지하기 위한 목적으로만 고안된 기계 부품(). 축은 회전 토크를 전달하지 않습니다. 축은 이동 가능하거나 고정될 수 있습니다.

그림 2 - 트롤리 축

샤프트는 기하학적 모양에 따라 직선형, 크랭크형 및 유연한 샤프트로 구분됩니다(). 차축은 일반적으로 직선으로 만들어집니다.

그림 3 – 샤프트 설계

직선형 샤프트와 축은 매끄러울 수도 있고 계단형일 수도 있습니다. 계단의 형성은 제조 및 조립 조건뿐만 아니라 개별 섹션의 다양한 장력과 관련됩니다. 단면 유형에 따라 샤프트와 축은 중실형 또는 중공형일 수 있습니다. 중공 부분은 무게를 줄이고 다른 부품 내부에 배치하는 데 사용됩니다.

포이- 지지대에 위치한 샤프트 또는 축의 섹션. 트러니언은 장부, 목, 발뒤꿈치()로 구분됩니다.

그림 4 - 트러니언 설계

가시샤프트 또는 차축의 끝에 위치하며 주로 방사형 하중을 전달하는 저널이라고 합니다.

목샤프트 또는 축의 중간 부분에 위치한 저널이라고합니다. 베어링은 스파이크와 넥을 지지하는 역할을 합니다. 스파이크와 넥은 원통형, 원추형 또는 구형일 수 있습니다. 대부분의 경우 원통형 핀이 사용됩니다.

제오축방향 하중을 전달하는 저널이라고 합니다. 스러스트 베어링은 발뒤꿈치를 지지하는 역할을 합니다. 굽의 모양은 솔리드(), 링(), 빗()이 가능합니다.

그림 5 – 힐 디자인

장착 부품의 허브용 샤프트 및 축의 안착 표면은 원통형 및 원추형으로 만들어집니다. 억지끼움을 할 때 이러한 표면의 직경은 누르기 쉽도록 인접한 영역의 직경보다 큽니다. 좌석 표면의 직경은 다양한 일반 선형 치수 중에서 선택되며 구름 베어링의 직경은 베어링 표준에 따라 선택됩니다.

전환 영역() 샤프트 또는 축의 두 단계 사이에서 다음을 수행합니다.

그림 6 – 샤프트의 전환 섹션

그림 7 – 샤프트의 전이 섹션 설계

전환 영역에서 응력 집중을 줄이는 효과적인 방법은 다음과 같습니다.

그림 8 – 샤프트의 피로 강도를 높이는 방법

롤링 롤러에 의한 필렛의 변형 경화(경화)는 샤프트와 축의 하중 지지 능력을 증가시킵니다.

샤프트와 차축은 작동 중에 주기적으로 변화하는 응력을 경험합니다. 주요 성능 기준은 피로 저항()과 강성입니다. 샤프트와 차축의 피로 저항은 안전계수로 평가되며 강성은 부품이 맞는 위치의 처짐과 단면의 경사각이나 비틀림으로 평가됩니다.

그림 9 - 착륙 지점에서 피로 샤프트의 저항을 증가시키는 구조적 수단

주요 힘 요소는 토크와 굽힘 모멘트입니다. 인장력과 압축력의 영향은 작으며 대부분의 경우 고려되지 않습니다.

링크 목록

샤프트 및 차축 // 기계 부품. – http://www.det-mash.ru/index.php?file=valy_osy.

통제를 위한 질문

샤프트와 액슬의 차이점은 무엇입니까?
설계상 어떤 유형의 샤프트가 있습니까?
다양한 유형의 트러니언의 차이점은 무엇입니까?
샤프트의 전환 부분에서 응력 집중을 어떻게 줄일 수 있습니까?

5.1. 달리는 기계에서 샤프트와 축은 무엇 위에 놓이나요?

샤프트와 회전축은 회전을 제공하고 하중을 흡수하여 기계 베이스로 전달하는 지지대에 장착됩니다. 지지대의 주요 부분은 반경 방향, 반경 방향 축 및 축 방향 하중을 흡수할 수 있는 베어링입니다.

작동 원리에 따라 다음과 같이 구별됩니다.

● 슬라이딩 베어링.

● 롤링 베어링.

5.2. 플레인 베어링이란 무엇입니까?

가장 간단한 플레인 베어링은 기계 본체에 직접 뚫린 구멍으로, 일반적으로 감마재로 만들어진 부싱(라이너)이 삽입됩니다. 샤프트 저널은 지지 표면을 따라 미끄러집니다.

5.3. 플레인 베어링의 장점과 단점.

장점:

● 반경 방향의 작은 치수.

● 충격 및 진동 하중에 대한 민감성이 우수합니다.

● 매우 높은 샤프트 속도에서 사용할 수 있습니다.

● 수중이나 공격적인 환경에서 작업할 때 사용 가능성.

결점:

● 큰 축 치수.

● 상당한 윤활유 소비 및 윤활 프로세스에 대한 체계적인 모니터링의 필요성.

● 라이너에 고가의 희소 감마재 사용 필요성.

5.4. 플레인 베어링에 사용되는 재료에 대한 기본 요구 사항.

트러니언과 결합된 라이너의 재료는 다음을 제공해야 합니다.

● 낮은 마찰계수.

● 높은 내마모성.

● 좋은 길들이기 특성.

● 내식성.

● 선팽창 계수가 낮습니다.

● 저렴한 비용.

알려진 재료 중 어느 것도 이러한 특성의 전체 범위를 가지고 있지 않습니다. 따라서 특정 작동 조건에 가장 적합한 다양한 감마재가 사용됩니다.

5.5. 플레인 베어링에 사용되는 주요 재료.

라이너 재료는 세 그룹으로 나눌 수 있습니다.

● 금속. Babbitts(주석 또는 납 기반 합금)는 높은 마찰 방지 특성과 우수한 마모성을 가지지만 가격이 비쌉니다. 청동, 황동 및 아연 합금은 우수한 감마 특성을 가지고 있습니다. 저속에서는 마찰 방지 주철이 사용됩니다.

● 메탈-세라믹. 다공성 청동-흑연 또는 철-흑연 재료에 뜨거운 오일을 함침시켜 액체 윤활을 제공할 수 없는 경우에 사용됩니다. 이 재료는 윤활유 공급 없이도 꽤 오랫동안 작동할 수 있습니다.

● 비금속. 폴리머 자체 윤활 재료는 상당한 슬라이딩 속도로 사용됩니다. 불소수지는 마찰계수가 낮지만 선팽창계수가 높습니다. 고무 라이너가 있는 베어링은 물 윤활제와 함께 사용됩니다.

5.6. 플레인 베어링의 성능 기준.

주요 기준은 내마모성마찰 커플입니다.

베어링에 작용하는 마찰력은 열로 변환되므로 또 다른 기준은 다음과 같습니다. 내열성.

5.7. 롤링 베어링이란 무엇입니까?

궤도가 있는 외부 링 1개와 내부 링 2개, 롤링 요소 3(볼 또는 롤러) 및 롤링 요소를 분리하고 안내하는 분리기 4로 구성된 완성된 장치입니다.

5.8. 구름베어링의 장점과 단점.

장점:

● 낮은 마찰 손실.

● 고효율.

● 약간의 가열.

● 높은 부하 용량.

● 축 방향 전체 치수가 작습니다.

● 높은 수준의 호환성.

● 조작이 간편합니다.

● 윤활유 소비가 적습니다.

결점:

● 충격 및 진동 부하에 대한 민감도.

● 반경 방향의 치수가 큽니다.

● 고속에서의 소음.

5.9. 구름 베어링은 어떻게 분류되나요?

● 전동체의 모양에 따라 - 볼과 롤러, 그리고 롤러: 원통형, 원추형, 통형.

● 인지된 하중 방향 - 방사형(반경방향 하중 감지), 방사형 추력(반경방향 및 축방향 하중 감지) 및 추력(축방향 하중 감지).

● 전동체의 행 수에 따라 – 단일 행, 이중 행 및 다중 행.

5.10. 롤링 베어링 성능 저하의 주요 원인.

● 장기간 사용 시 피로가 누적됩니다.

● 마모 – 연마 입자로부터 보호가 충분하지 않습니다.

● 고속 베어링, 특히 축 하중이나 링 정렬 불량으로 작동하는 베어링에서 일반적으로 발생하는 케이지 파손.

● 링과 롤링 요소의 분할 - 허용할 수 없는 충격 하중과 링의 뒤틀림이 있는 경우.

● 딤플이나 찌그러짐 형태로 궤도에 잔류 변형 - 고부하 저속 베어링에서.

5.11. 롤링 베어링은 어떻게 선택됩니까?

기계를 설계할 때 롤링 베어링은 설계되지 않고 표준 베어링 중에서 선택됩니다.

베어링에는 다양한 유형이 있습니다.

● 기본에 따라 정하중 용량잔류 변형을 방지하기 위해 - 회전 속도는 10rpm 이하입니다.

● 기본에 따라 동적 부하 용량피로 파괴(치핑) 방지 - 회전 속도 10rpm 이상.

커플링

6.1. 커플 링의 목적.

커플링은 샤프트를 연결하고 한 샤프트에서 다른 샤프트로 토크를 전달하는 것이 주요 목적인 장치입니다.

크기와 방향을 바꾸지 않고 다른 것.

샤프트를 연결하는 것은 일반적이지만 커플링의 유일한 목적은 아닙니다.

일부 유형의 커플 링은 선택 사항입니다.

● 설치 부정확성을 보상합니다.

● 엔진을 멈추지 않고 샤프트를 분리하고 연결합니다.

● 비상 모드에서 기계가 고장나지 않도록 보호하십시오.

● 충격과 진동을 흡수합니다.

6.2. 커플링은 어떻게 분류되나요?

● 영구 샤프트 연결을 제공하는 영구(비분리) 커플링.

● 기계 작동 중 샤프트의 연결(커플링) 또는 분리를 제공하는 클러치입니다.

제어되는 클러치는 명령에 따라 샤프트를 연결(분리)합니다.

자체 제어식 클러치는 자동으로 작동하여 기계의 특정 작동 및 클러치 작동 원리에 따라 샤프트를 연결 및 분리합니다.

6.3. 샤프트 정렬 불량의 유형.

제조 및 설치 오류로 인해 연결된 샤프트의 기하학적 축의 상대적 위치가 약간 부정확합니다. 샤프트의 공칭(동축) 배열에는 세 가지 유형의 편차가 있습니다.

● 방사형 변위 또는 편심, 디.

● 축방향(세로방향) 변위엘 이는 온도 변화에 따른 샤프트 변형으로 인해 발생할 수도 있습니다.

● 각도 변위 또는 기울어짐g .

6.4. 블라인드 커플링이란?

블라인드 커플링은 샤프트 사이에 견고한 연결을 형성합니다. 이는 제조 및 설치 오류를 보상하지 않으며 샤프트의 정확한 정렬이 필요합니다.

● 슬리브 커플링은 블라인드 커플링의 가장 간단한 대표입니다. 부싱은 핀이나 키를 사용하여 샤프트에 고정됩니다.

● 플랜지 커플링 – 두 개의 커플링 반쪽이 볼트로 연결됩니다.

6.5. 보상 클러치란 무엇입니까?

보상 커플링은 제조 및 설치 오류, 즉 샤프트 정렬 불량을 보상합니다. 보상은 설계 특징에 의해 제공됩니다: 토크

중간 디스크나 탄성 고무 요소를 통해 한쪽 커플링 절반에서 다른 커플링 절반으로 전달됩니다.

6.6. 제어되는 클러치.

제어 커플링을 사용하면 제어 메커니즘을 사용하여 샤프트를 연결하거나 분리할 수 있습니다.

● 기어링(캠 또는 기어)을 기반으로 작동하는 클러치입니다. 두 개의 커플 링 반쪽으로 구성되며 끝에는 돌출부(캠)가 있습니다. 작업 위치에서 한쪽 커플링 절반의 돌출부가 다른 쪽의 움푹 들어간 부분에 맞습니다. 켜고 끄려면 커플링 반쪽 중 하나가 축 방향으로 이동 가능하게 샤프트에 장착됩니다.

● 마찰(마찰)에 따라 작동하는 클러치입니다. 이는 두 개의 커플 링 반쪽으로 구성되며 그 중 하나는 샤프트를 따라 이동하고 특정 힘으로 두 번째 커플 링 반쪽으로 눌려집니다.

6.7. 클러치는 자체 제어됩니다(자체 작동).

● 접을 수 있는 요소가 포함된 안전 커플링. 원통형 안전 요소(핀)로 연결된 두 개의 커플링 절반으로 구성됩니다. 과부하가 걸리면 안전 요소가 차단되고 커플 링 절반이 열립니다.

● 마찰 안전 클러치. 과부하가 걸리면 커플 링 반쪽이 열립니다. 과부하가 중단되면 기기 성능이 자동으로 복원됩니다.

● 오버러닝 클러치(프리휠). 한 방향으로만 토크를 전달하는 역할을 합니다.

● 원심 클러치(시동). 각속도가 특정 값을 초과하는 경우에만 샤프트를 자동으로 연결합니다.

참고자료

1. Ivanov M.N., Finogenov V.A.기계 부품: 교과서. – M., 고등 학교, 2008. – 408 p.

2. Kuklin N.G., Kuklina G.S., Zhitkov V.K.기계 부품: 교과서. – M., 고등 학교, 2008. – 406 p.

3. Markhel I.I.기계 부품: 교과서. – M., 포럼, Infra-M, 2011. – 336 p.

4. Roshchin G.I., Samoilov E.A.기계 부품 및 설계 기초: 교과서. – M., Bustard, 2006. – 415p.

5. 수키크 R.D.기계 부품 및 설계 기본: 간단한 설명 사전입니다. – 상트페테르부르크, 상트페테르부르크 주립교통대학교, 2010. – 43 p.

1. 기계 및 메커니즘에 대한 일반 정보 ................1

2. 기계부품의 연결 ..............................................5

2.1. 영구 연결...........................................6

2.2. 분리 가능한 연결..........................................................9

3. 기계식 변속기..........................................................12

3.1. 기계식 변속기에 대한 일반 정보...........12

3.2. 기어...........................................13

3.3. 체인 드라이브...........................................22

3.4. 마찰 기어...........................................22

3.5. 벨트 드라이브...........................................24

4. 샤프트와 액슬..........................................................................................25

5. 샤프트 및 액슬 지지대.......................................................27

6. 커플링..........................................................................................31

참고자료...........................................................................35