КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Нагрузочная способность подшипников скольжения
Подшипники полужидкостного трения выходят из строя из-за износа и перегрева, приводящего к заеданию. Существенно, что обе причины отказов связаны с мощностью, затрачиваемой на трение: Рт = w Мт = vpfld, где v — окружная скорость цапфы; / и d — длина и диаметр цапфы; р = Fr/(ld) — условное контактное давление в подшипнике при действии радиальной силы Fr. Показатели износа пропорциональны давлению в зоне контакта, скорости движения контактирующих тел, коэффициенту трения и зависят от других факторов. Однако расчет на износостойкость ведут по условному контактному давлению где [р] - допускаемое давление, которое (как и в других подобных расчетах) является критерием подобия, обобщающим предшествующий опыт проектирования. Значения [р] даны в табл. 26.1. Теплота, выделяемая в подшипнике, и его температура увеличиваются с ростом мощности трения, а теплоотдача пропорциональна поверхности цапфы. Поэтому полагают, что
Таблица 26.1. Допускаемые значения [p] и \pv] для подшипников скольжения
произведение ρυ определяет тепловой режим работы подшипника и его стойкость против заедания. Если фактическое произведение ρν < [ρν], то температура подшипника будет в пределах допускаемой. Здесь [ру] — допускаемое произведение давления на скорость (см. табл. 26.1). Подшипники жидкостного трения. Для работы подшипника в режиме жидкостного трения необходима подъемная сила, создаваемая давлением жидкого смазочного материала. Распространены два способа создания «поддерживающего» давления: статический (гидростатический) и гидродинамический. В соответствии с этим различают гидростатический и гид-родинамический подшипники жидкостного трения.
В гидростатических подшипниках давление в поддерживающем слое смазочного материала создают насосом, подающим материал в зазор между цапфой и подшипником (рис. 26.8). Вследствие эксцентричного расположения цапфы в подшипнике под нагрузкой торцовые зазоры (зазор) между цапфой и подшипником оказываются снизу меньшими, чем сверху. В результате переменный расход через зазор смазочного материала приводит к появлению требуемого давления и подъемной силы. Давление жидкого смазочного материала (а им может быть, и вода) в гидросистеме и его расход определяются зазором между цапфой и подшипником, радиальной силой и вязкостью материала. В связи с необходимостью подачи смазочного материала в зону высокого гидравлического давления (под цапфу) гидростатические подшипники требуют для нормальной работы сложной гидросистемы.
Рис. 26.8. Гидростатический подшипник Рис. 26.9. Зависимость Κχ от относительного эксцентриситета χ Гидродинамические подшипники получили большее распространение. В них смазочный материал следует подавать только в зону низкого давления (см. рис. 26.2,6), откуда вращающейся цапфой он нагнетается вниз, образуя клиновой поддерживающий слой. Проходя через узкий участок радиального зазора, часть смазочного материала удаляется в торцовый зазор между цапфой и подшипником. Другая его часть вытекает в торцовый зазор поверх цапфы, также охлаждая подшипник. Задача расчета состоит в определении размеров подшипника и сорта смазочного материала, обеспечивающих при заданных диаметре цапфы d, радиальной силе Fr и частоте вращения η (или угловой скорости ω) режим жидкостного трения.
В результате гидродинамического расчета радиального подшипника получена следующая зависимость для определения подъемной силы, уравновешивающей радиальную нагрузку, Н: где μ — коэффициент динамической вязкости, Па*с (табл. 26,2 ); I и d — длина и диаметр цапфы в м; ψ - относительный зазор, ψ = δ/d; Кх — безразмерный коэффициент подъемной (несущей) силы, зависящий от относительного эксцентриситета χ = 2е/(рис. 26.9). Из формулы (26.2) видно, что подъемная сила возрастает при увеличении скорости ω, вязкости смазочного материала μ и эксцентриситета е и уменьшается при увеличении зазора ψ.
Таблица 26.2. Динамическая вязкость смазочных материалов
Для работы подшипника в режиме жидкостного трения необходимо, чтобы толщина слоя смазочного материала в узкой части клина hmin (см. с. 434) обеспечила бы выполнение условия (26.1) с некоторым запасом nχ = hmin/hкр. где hкр = Rzц + Rzn + уц - критическое значение толщины слоя смазочного материала; последнее слагаемое учитывает перекос цапфы относительно среднего значения в результате изгиба вала под нагрузкой. Для двухопорного вала уцFrL2l/(15EJ) (здесь L—расстояние между серединами опор; EJ — жесткость сечения вала при изгибе). Обычно принимают пх > 1,5 - 2. В последние годы получили применение газостатические и газодинамические подшипники (частота вращения опор n > 30 000 - 50 000 об/мин), принцип их работы аналогичен описанному для подшипников жидкостного трения. Пример 1. Проверить, будет ли работать в режиме жидкостного трения радиальный подшипник скольжения при следующих данных: вал из стали 45, вкладыш из бронзы БрАЖ9 —4; Fr = 5000 Η, d = 100 мм, I = 50 мм; средний зазор =150 мкм; Rza = Rzц = = 3,2 мкм; η = 960 об/мин; смазочный материал - масло индустриальное И-20А, μ5ο = 0,02 Па · с. Решение. Определяем угловую скорость цапфы Далее находим
По формуле, вытекающей из равенства (26.2), вычисляем
По графику на рис. 26.9 для Кх = 1,12 при l/d = 0,05 находим χ = 0,75 и по формуле на с. 436 вычисляем Полагая уц = О, определяем hкр = 3,2 + 3,2 = 6,4 мкм. Находим коэффициент запаса Запас удовлетворительный. Пример 2. Проверить подшипник примера 1 по условиям изнашивания и заедания при работе в режиме полужидкостного трения. По табл. 26.1 находим допускаемые значения [р] = 15 МПа; [рv] = 12 МПа*м/с. Фактические значения ρ = 1 МПа (см. пример 1), ν = ωd/2 = 100· 0,1/2 = 5 м/с; ρν = 1 · 5 = 5 МПа · м/с, т. е. условия работоспособности выполняются.
ГЛАВА 27 ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ
Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 510; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |