Методические рекомендации по организации самостоятельной работы по дисциплинам «Металлорежущие станки»

 
44 ШУ С ГИДРОДИНАМИЧЕСКИМИ ОПОРАМИ. ПРИНЦИП РАБОТЫ 
ПОДШИПНИКОВ 
Гидродинамическое смазывание. В гидродинамических подшипниках несущий 
масляный слой образуется при вращении вала. Масло затягивается в клиновой зазор 
между рабочими поверхностями вала и вкладыша (рис. 44.1а), в результате появляется 
указанный слой. 
Избыточное давление р появляется в начале сужения зазора и заканчивается за 
точкой минимального зазора hmin в его расширяющейся части. Давление наибольшей 
величины возникает на некотором расстоянии перед точкой минимального зазора (см. 
рис.44.1 a). По длине вала давление распределяется по закону, который близок к 
параболическому. Так как в подшипнике имеется один несущий слой, то его называют 

---

57 
одноклиновым. Такие подшипники не обеспечивают достаточной жесткости и 
стабильного положения вала при больших скоростях скольжения и малых нагрузках. 
Поэтому в шпиндельных узлах их не применяют. Этих недостатков не имеют 
многоклиновые подшипники (рис. 44.1 б). Клиновой зазор в них создается за счет 
фасонного растачивания рабочих поверхностей вкладышей (см. рис.44.1б), упругого 
деформирования втулок или самоустановки вкладышей при вращении шпинделя. В 
многоклиновом подшипнике обеспечивается высокая жесткость несущих масляных слоев 
и, за счет этого, стабильность шпинделя при работе как под нагрузкой, так и без нее. В 
гидродинамических подшипниках используют минеральные масла вязкостью от 5 до 500 
МПа·с. 
Работоспособность и надежность шпиндельных подшипников снижается из-за 
отклонений от параллельности поверхностей вала и вкладыша, обусловленных как 
погрешностью изготовления корпусных деталей или вкладышей, так и изгибными 
деформациями шпинделя под действием внешней нагрузки. Это вызывает неравномерное 
распределение давления по длине цапфы подшипника. У кромок вкладышей давления 
резко возрастают (кромочные давления), при этом толщина несущего масляного слоя 
уменьшается. Слой у кромок практически отсутствует, а трущиеся поверхности разделяет 
всего лишь тонкая пленка смазочного материала. При эксплуатации подшипника эта 
пленка быстро перегревается. В результате она теряет свои смазочные свойства. Это 
приводит к появлению контакта трущихся поверхностей и вызывает их износ и 
схватывание. Предотвращение кромочных давлений обеспечивается самоустановкой 
вкладышей в плоскости оси вращения шпинделя. 
Рис.44.1. Схемы гидродинамических подшипников: 
а
- одноклинового;
б
-многоклинового; F— нагрузка на вал; V— скорость вращения; D - диаметр подшипника; 
е - смещение вала; h
0
,h
1
,L- параметры клинообразного зазора