Гидродинамический расчет в условиях жидкостного трения
Исследование режима жидкостного трения в подшипниках основано на гидродинамической теории смазки. Для образования режима жидкостного трения необходимо соблюдать следующие условия:
· масло соответствующей вязкости должно непрерывно заполнять зазор;
· между скользящими поверхностями должен быть зазор клиновой формы;
· скорость относительного движения поверхностей должна быть достаточной для создания в зазоре давления, способного уравновесить внешнюю нагрузку.
Работа гидродинамического радиального подшипника заключается во «всплывании» цапфы вала в масле при достижении угловой скорости больше критической .
. (4)
Рассмотрим положение вала во вкладыше (рис.5).
1.В состоянии покоя (рис.5,а) вал касается втулки. Между центрами расстояние - где s максимальная толщина масляного слоя.
2.С увеличением угловой скорости и достижении её критической цапфа «всплывает» из-за давления в зоне минимального зазора . Это давление представлено эпюрой на рис. рис.5,б. Увеличение зазора происходит при увеличении угловой скорости . При этом центр цапфы О сближается с центром вкладыша . Но полного совпадения быть не может, так как в этом случае не будет клинового зазора как основного условия режима жидкостного трения.
|
|
Рис.5. Подшипник жидкостного трения
Порядок расчета
1.На основании гидродинамической теории смазки для режима жидкостного трения определяем радиальную нагрузку на подшипник:
, (5)
где – динамическая вязкость масла, . Динамическую вязкость выбирают в зависимости от сорта масла и рабочей температуры по графику (рис. 6).
–угловая скорость вращения вала, 1/с;
d - диаметр цапфы вала;
l - длина цапфы подшипника;
Ф – коэффициент нагруженности;
- относительный зазор; (здесь – диаметральный зазор; D – диаметр вкладыша, - диаметр цапфы вала.
Относительный зазор может быть определен по эмпирической формуле ,
где V – окружная скорость цапфы, мм/с.
2.Определить коэффициент нагруженности из формулы (5):
. (6)
3.По графику на рис. 7 находят относительный эксцентриситет: ,
где е – эксцентриситет цапфы при данной нагрузке.
4.Опреляют толщину масляного слоя в подшипнике при режиме жидкостного трения:
(7)
|
|
5.Выбирают посадку цапфы вала во вкладыш подшипника. Рекомендуется: и т.д.
На практике поверхность цапфы рекомендуется обрабатывать до шероховатости не ниже 3,2 мкм, а вкладыша – не ниже 6,3 мкм (соответственно 0,0032 мм и 0,0063 мм).
6.Нарушение режима жидкостного трения будет при . (8)
7.Запас надежности работы подшипника по толщине масляного слоя:
. (9)
|
| ||
Динамическая вязкость МПа·сек·10-8 |
| ||
Температура масла tº С | |||
Рис.6. График для выбора динамической вязкости масла: 1 – индустриальное И-12А, 2 – турбинное 22, 3 - индустриальное И-40А, 4 – авиационное МС-20. | Рис. 7. График для определения относительного эксцентриситета в зависимости от l/d | ||
Пример
Рассчитать коренной подшипник скольжения коленчатого вала автотракторного двигателя при условии жидкостного трения. Нагрузка на подшипник F = 6000 Н, скорость вращения w = 200 рад/с, диаметр цапфы d = 70 мм. Масло –индустриальное И-40А. Температура 80°С.
Требуется обеспечить жидкостной режим при коэффициенте запаса надёжности .
|
|
Решение:
.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 318; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!