8.3. Выбор марки минерального масла
8.3.1. Выбор марки минерального масла
для подшипников скольжения
Основным свойством минеральных масел, определяющим возможность реализации режима жидкостной смазки, является вязкость. Поэтому выбор марки минерального масла основывается на расчете требуемой вязкости при рабочей температуре узла трения.
Для практики эксплуатации подшипников скольжения необходимую вязкость можно определять из зависимости (7.3)
где
-
динамическая вязкость при рабочей
температуре, Па ·с;
- безразмерная величина,
число Зоммерфельда;
- номинальное давление, Па;
-
частота вращения вала,
;
-
относительный диаметральный зазор;
d - диаметр вала.
Значение числа Зоммерфельда So находится из зависимостей (7.3), (7.4) при подстановке в них оптимального значения относительной минимальной толщины масляной пленки =0,35.
Для конструируемого подшипника скольжения величина относительно зазора находится из соотношения
,
где
- минимальный и максимальный зазоры в
поле допуска принятой посадки.
Средняя рабочая температура масла в подшипнике скольжения определяется из зависимости:
(8.4)
где
-
температура масла, входящего в подшипник.
Принимается равной 40 - 60
°С в зависимости от возможности
теплоотвода и нагруженности узла трения.
- нагрузка на подшипник,
МН;
- диаметр вала, м;
- коэффициент при давлении
масла 0,3 МПа.
(8.5)
При износе подшипника давление масла падает, и при его снижении менее 0,1 МПа значение коэффициента a возрастает в 1,5 раза, что ведет к снижению вязкости минерального масла.
Определив необходимую вязкость при рабочей температуре, находим вязкость при эталонной температуре 40 или 50 °С для маловязких масел, или при 100 °С для высоковязких минеральных масел.
(8.6)
значение коэффициента n находим из зависимости
(8.7)
где
- кинематическая вязкость масла при
рабочей температуре;
tр - рабочая температура масла.
Выбрав необходимую марку смазочного материала из табл.1 прил. В, возможно найти характеристики подшипника скольжения (коэффициент надежности, максимально возможный диаметральный зазор, коэффициент трения и др.).
Пример 8.1.
Подобрать марку минерального масла для подшипников скольжения шестеренной реверсивной клети кварто 800/1400х2800.
Исходные условия:
момент прокатки - 2 МН ·м;
частота вращения валков - 50 – 120 об/мин;
длина подшипника - 0,82 м;
диаметр подшипника - 0,6 м;
межцентровое расстояние - 1000 мм;
материал вала - сталь 40 ХН;
твердость поверхности вала - 50 - НRС;
материал подшипника - Б 16;
температура масла, входящего в подшипник - 50 °С;
посадка подшипника - H8/e8.
Решение
Определим необходимую величину вязкости минерального масла при рабочей температуре из зависимости (7.3)
Находим значения входящих в зависимость величин для
l / d= 0,82 / 0,6 = 1,37
Номинальное давление в подшипнике
=
(М · k)
/
·d ·l ·
)
=(2 ·0,7) / (1 ·0,6 ·0,82 ·cos20)
= 3
МПа,
где М - момент прокатки, МН;
-
диаметр шестеренного валка, м;
- угол зацепления, =20°;
k - коэффициент перераспределения момента, передаваемого через зубчатое зацепление (изменяется в пределах 0,5 ...1,0).
Среднее значение относительного диаметрального зазора для посадки 600 H8/e8
=
( 0,329+0,135 ) / 2 ·600 = 3,9 ·
.
Определяем рабочую температуру по зависимости (8.4)
Из зависимости (8.5)
Нагрузка на подшипник
Находим кинематическую вязкость минерального масла при эталонных температурах 40, 50 °С:
=
*(60/50)
n = (1 + lg)
/ (2,8 – lg
)
= (1 + lg 26,7) / (2,8 – lg 60) = 2,37;
Из табл. 1 прил. В выбираем И - 40 А или в соответствии с ГОСТ 17479.4 - 87 И-Г-А - 68.