Студопедия
Контакти
 


Тлумачний словник

Реклама: Настойка восковой моли




Прогнозування експлуатаційних властивостей підшипників ковзання

Підшипники сухого тертя.Аналітичний розрахунок підшипників ковзання достатньо складний, оскільки неможливо врахувати всі чинники, що впливають на їх експлуатаційні характеристики. Застосовують наближений розрахунок, що використовує наступні два критерії, засновані на багаторічному досвіді експлуатації підшипників.

Міцнісний критерій призначений для оцінки навантажувальної здатності підшипника. Критерій зазвичай застосовують до втулки або антифрикційного покриття на ній, оскільки цапфа частіше виконана з міцнішого матеріалу. На практиці як міру міцності приймають питоме або погонне навантаження p, а критерій міцності записується у вигляді

, (1.2)

де [p]допустимий надлишковий тиск, визначений експериментально для різних матеріалів.

Найбільшого поширення як критерій набув рv − чинник (навантажувально-швидкісний параметр), який в певній мірі визначає тепловиділення упідшипнику, його знос та небезпеку заїдання При обертанні цапфи робота сил тертя перетворюється на теплоту, яка відводиться від робочих поверхонь, що труться, у навколишнє середовище. Інтенсивність тепловиділення q рівна

q = f p v. (1.3)

Якщо вважати коефіцієнт тертя постійним, інтенсивність тепловиділення визначають добутком pv.Нормальний режим тертя реалізується за наступної умови:

p v ≤ [p v], (1.4)

де [рv] – допустиме значення навантажувально-швидкісного параметру, визначуване експериментально. Зазвичай значення [р] і [рv]представлені удовідниках.

З теорії тертя та зношування відомо, що об’єм зношеного матеріалу на одиницю шляху тертя рівний

(1.5)

де K – постійна, яка називається коефіцієнтом зносу, безрозмірна і завжди менша одиниці;

P – нормальне навантаження;

H – твердість більш м’якого матеріалу.

Хай шлях тертя S = vt, А − площа контакту. Тоді інтенсивність лінійного зношування рівна Ih = IS/A = KPvt/(AH), а інтенсивність зношування за одиницю часу є функцією рv:

(1.6)

 

де k = К/H.

Тобто, чинник pv можна використовувати як критерій при виборі навантаження для підшипників сухого тертя. Це дозволяє підібрати підшипникові матеріали, придатні для надійної роботи.



Интернет реклама УБС

Підшипники з рідинним мащенням.

Зусиллями багатьох вчених були розроблені аналітичні методи розрахунку рідинних (гідродинамічних) підшипників ковзання. Однак вони складні і тому не придатні для інженерних розрахунків. Нижче описано спрощену, наближену методику розрахунку. Вона дозволяє розрахувати основні параметри рідинного підшипника ковзання з відносною довжиною підшипника l/d від 0,25 до 2.

Спочатку рідинний підшипник проектують по критеріях р і рv,подібно до підшипника сухого тертя. Потім враховують гідродинамічну поведінку підшипника. Роблять це наступним чином. Задають відносний зазор с/r (c – величина зазору; r – радіус цапфи вала). Для цапфи діаметром d≤ 100 мм він вибирається рівним 0,001…0,003. При цьому зазор тим більший, чим більша швидкість ковзання, менший питомий тиск, більша відносна довжина підшипника і твердіший матеріал втулки підшипника.

Потім вибирають допустиму температуру змащувальної плівки [T], тип змащувального матеріалу і визначають динамічну в'язкість останнього. Як правило, допустима температура складає [T] ≤ 60…75 °С. Динамічну в'язкість при заданій температурі знаходять з довідкових графіків, один з яких представлений на рисунку 1.6.

Навантажувальна здатність розраховується за формулою

(1.7)

Зазвичай e/c позначають ε і називають відносним ексцентриситетом. Його можна визначити, використовуючи графіки представлені на рисунку 1.7. Потім розраховують мінімальну товщину масляної плівки:

(1.8)

 

Рисунок 1.6 - Вплив температури на динамічну в’язкість деяких масел: 1 - індустріальне; 2 – моторне; 3 – дизельне

 

Після цього виконують перевірку режиму рідинного тертя за формулою

, (1.9)

 

де k− чинник надійності для рідинного тертя в підшипнику, [k] − його допустиме значення, Rzj i Rzbшорсткості поверхонь цапфи і підшипника відповідно. При v > 0,5 м/с рекомендується, щоби [k] складало більше двох, в інших випадках [k]можебути трохи нижче за це значення, оскільки в цьому випадку контакт нерівностей не призводить до значного нагрівання і зносупідшипника.

 

 

Рисунок 1.7- Залежність коефіцієнту навантаження підшипника від відносного ексцентриситету для різних відносних довжин цапфи

 

Розрахунок теплового режиму виконується із застосуванням рівняння теплового балансу, тобто кількість теплоти Q, що виділилась за рахунок тертя, прирівнюється кількості теплоти, що нагріває корпус і вал (Q1)і виноситься мастилом (Q2). Рівняння балансу записується у вигляді

Q = Q1 + Q2. (1.10)

Тепло, що виділяється при терті розраховується як

Q = f P v.(1.11)

Кількість теплоти, що відводиться валом, як правило, мала, і тому під Q1, зазвичай, розуміють кількість теплоти, що розсіюється корпусом. Цю кількість теплоти визначають з рівняння

Q1 = α A (Tout - Tin), (1.12)

де α − коефіцієнт тепловіддачі (орієнтовно, береться рівним 9,3…16,3 Вт/(м2·К) у відсутність вимушеної конвекції);

А − площа зовнішньої поверхні підшипникової втулки, товщина якої S вибирається в залежності від діаметра вала d:

S = 5 мм для d = 35 ... 60 мм;

S = 7,5 мм для d = 65 ... 110 мм;

S = 10 мм для d = 120 ... 200 мм;

Тout і Tin, − температура масла на вході в зазор і на виході з нього.

Кількість теплоти, що виноситься маслом, розраховується як

Q2 = cρm (Tout - Tin), (1.13)

де c − питома теплоємність масла (для мінеральних масел c ≈ 2000 Дж/(кг·K));

ρ − щільність масла = 900 кг/м3 для нафтових масел);

т − витрата масла через підшипник в одиницю часу.

Середню температуру масла в зоні контакту приймають рівною

T = Tin + 0,5 (Tout - Tin). (1.14)

Вона не повинна перевищувати допустиму температуру [Т].Враховуючи цю умову і підставляючи Q, Q1 і Q2 врівняння теплового балансу, отримаємо

.   (1.15)

Коефіцієнт тертя f визначають з графіків, представлених на рисунку 1.8, а витрата масла − за допомогою рисунку 1.9.

 

Рисунок 1.8 - Залежність коефіцієнту тертя від відносного ексцентриситету для різних відносних довжин цапфи

 

Якщо одна з вищезазначених умов не виконується, необхідно змінити геометричні параметри підшипника або вибрати інше масло з більшою динамічною в'язкістю, змінити шорсткість поверхонь або використовувати комбінацію цих методів.

 

Рисунок 1.9 - Вплив ексцентриситету ε на безрозмірні витрати мастила

 

Загрузка...



<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Режими тертя підшипників ковзання | Приклад розрахунку

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:


 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.001 сек.