Грузоподъёмность масляного слоя

Грузоподъёмность подшипника Р :

где:

- коэффициент динамической вязкости (абсолютная вязкость);

- угловая скорость вала;

- длина подшипника;

- коэффициент нагруженности

- протяжённость смазочного слоя

Из (1) можно написать:

- среднее удельное давления на проекцию подшипника.

Число: - называется числом Зоммерфельда.

В отечественной технической литературе числом Зоммерфельда называют обратную величину:

Рис. 17.1 График зависимости безразмерной функции

- коэффициент нагруженности в зависимости от отношения

и относительного эксцентриситета χ

По заданным значениям соответственно и (по допускам на размеры ) определяют . По n подсчитывают ; Р определяют по характеру и величине нагрузки на подшипник: вес ротора, центробежные силы от неуравновешенности (дисбаланса) ротора, гироскопические силы и др. Задаются значением температуры масла (температуры на входе и выходе масла из подшипника), по выбранному типу масла для данной температуры из справочника определяют вязкость масла μ. Подсчитывают коэффициент нагруженности ζ по формуле (2) и по графику (рис. 17.1) для данного определяют величину относительного эксцентриситета χ. Затем подсчитывают величину минимальной толщины масляного слоя .

Сопоставляют ее с величиной критического зазора:

,

где

и - высота неровностей вала и втулки в зависимости от класса чистоты обработки поверхностей;

и - допуски на цилиндричность рабочих поверхностей;

- суммарные деформации вала на длине подшипника, отсутствующие при самоустанавливающейся опоре.

Для подшипников турбокомпрессоров типоразмеров ТКР-7,

ТКР-8.5, ТКР-11

Коэффициент надежности работы подшипника должен быть:

Для определения реальной температуры масла в подшипнике подсчитывают величину подогрева масла в подшипнике за счет работы трения в масляном слое и внешнего теплообмена с деталями статора и ротора (агрегата).

T – сила трения в подшипнике;

– коэффициент трения в подшипнике;

– окружная скорость на поверхности цапфы.

Количество теплоты, уносимой смазкой из подшипника, при отсутствии теплопотока в корпус и через ротор

– удельная теплоемкость масла;

– плотность масла;

- суммарный объемный расход масла через подшипник;

- температуры масла на входе и выходе из подшипника.

Средняя температура масла приблизительно равна средней температуре подшипника

– температура на входе обычно определяется системой охлаждения.

Коэффициент трения подшипника можно найти из зависимости безразмерных величин:

– безразмерная характеристика – коэффициент сопротивления смазочного слоя.

Значение можно определить из графика на Рис.17.2

Рис.17.2 График отношения для расчета трения

подшипника скольжения

По значению χ и находят и

Расход масла через подшипник

- расход через торцы нагруженной зоны

Здесь - безразмерный коэффициент расхода масла через торцы нагруженной зоны

Рис.17.3 График коэффициента расхода смазки через нагруженную

зону подшипника

Значения расхода определяют с помощью безразмерного коэффициента расхода нагруженной зоны.

– давление масла, подаваемого в подшипник.

- безразмерный коэффициент (см. таблицу)

Таблица безразмерного коэффициента от χ для подшипника охватом 360

χ	0,3	0,4	0,5	0,6	0,65	0,7	0,75	0,8	0,85	0,9	0,925
	0,132	0,153	0,175	0,2	0,213	0,226	0,24	0,256	0,273	0,289	0,299

χ	0,95	0,975	0,99
	0,308	0,318	0,323

Определив по формуле (5) температуру подшипника (масла), сравнивают ее с первоначально выбранной температурой масла. При расхождении более 0,4 расчет повторяют до получения отклонений расчетной температуры от заданной в пределах .

Удобнее задаться тремя значениями температуры масла на выходе (при определенной температуре на входе) и провести расчет , которое в свою очередь является функцией средней температуры масла:

На пересечении кривых и находят значение

При этом значении и проводят расчет χ и для крайних значений относительных зазоров ψ, в соответствии допускам на отверстие подшипника и вал (цапфу). Сопоставляют значение и и определяют коэффициент запаса

Определяют потери на трение в радиальных подшипниках у компрессора и турбины, потери на трение в упорном подшипник (за счет вязкостного трения масла в зазоре подшипника) по формуле упорного подшипника

– площадь упорного подшипника

– средняя окружная скорость (на среднем радиусе упорного подшипника)

- осевой зазор в упорном подшипнике.

Затем расчитывают расход масла

принимают 20-25 .

Для надлежащей работы уплотнений в корпусе подшипников турбокомпрессора (ТК) за уплотнениями не должно быть давления масла. Поэтому масло, выходящее из подшипников, должно удаляться из корпуса подшипников через отверстие (канал), сечение которого в несколько раз больше маслоподводящего канала.

При низком положении ТК (на двигателе) нет возможности маслу из корпуса подшипника стекать в масляную ванну двигателя. Здесь может помочь отсасывающий насос, приводимый, например, турбиной, питаемой давлением потока масла в трубопроводе подвода масла из масляной системы двигателя в подшипники ТК.