33.Подшипники скольжения:виды разрушений и повреждений,критерий работоспособности и расчет.

В опорах скольжения, в зависимости от вида трения, возможны следующие виды повреждений и разрушений подшипников:абразивное изнашивание;схватывание;усталостное разрушение;отслаивание фрикционного слоя.Абразивное изнашивание связано с попаданием в смазочный материал абразивных частиц, механическим воздействием микронеровностей поверхности цапфы вала на вкладыш и недостаточной несущей способности масляного слоя при пуске и останове.Схватывание происходит в результате нарушения теплового равновесия и больших контактных давлениях и проявляется в виде местного переноса материала подшипника на цапфу вала.Усталостное разрушение и отслаивание фрикционного слоя наблюдаются при значительной пульсирующей нагрузке и низком качестве изготовления подшипника.Подшипники скольжения в режиме жидкостного трения работают практически без изнашивания, если не нарушается режим смазки. В связи с этим для них основным критерием работоспособности является минимальная толщина слоя смазочного материала, исключающая контакт микронеровностей цапфы вала и подшипника. Расчет подшипников жидкостного трения основан на гидродинамической теории смазки.Подшипники, работающие в режиме граничного и полужидкостного трения, рассчитывают по двум критериям: по среднему давлению и произведению .Расчет подшипников скольженияРасчет подшипника скольжения зависит от вида трения.Расчет при сухой и полужидкостной смазке. При граничном трении величина износа определяется свойствами поверхностей и смазочного материала. В этом случае проводят упрощенные расчеты, основанные на опыте конструирования и эксплуатации узлов трения, работающих в сходных условиях. Упрощенные расчеты позволяют в простейшей форме оценить пригодность материала вкладыша и размеров подшипника для конкретных условий работы. Проверку пригодности подшипника проводят по двум критериям: износостойкости и теплостойкости.Износостойкость вкладыша оценивается по среднему условному давлению в подшипнике, гарантирующему невыдавливание смазки:где d и l -диаметр цапфы и длина подшипника соответственно, мм; - допускаемое давление в подшипнике.Работа сил трения в подшипнике преобразуется в тепло и расчет по (произведение условного давления на окружную скорость цапфы) гарантирует нормальный тепловой режим и представляет собой расчет на теплостойкость:. Материалы, из которых изготавливаются вкладыши подшипников, обеспечивают нормальную работу в определенном диапазоне окружных скоростей, поэтому выполняют проверку следующего условия , где: частота вращения вала, мин^-1; окружная скорость вращения цапфы, .Расчет при жидкостной смазке. Для работы подшипника в режиме жидкостного трения необходима подъемная сила, создаваемая давлением жидкого смазочного материала. Применяют два способа создания “поддерживающего” давления: гидростатический и гидродинамический.В гидростатических подшипниках давление в поддерживающем слое смазочного материала создают насосом, подающим материал в зазор (под цапфу) между цапфой и подшипником. Износ в таких подшипниках практически отсутствует, но для обеспечения нормальной работы они требуют сложной гидросистемы.В гидродинамических подшипниках смазочный материал подается в зону низкого давления (над цапфой), откуда вращающейся цапфой он нагнетается вниз, образуя клиновой поддерживающий слой.Радиальная сила, воспринимаемая подшипником, равна где: динамическая вязкость масла; относительный зазор; диаметр отверстия вкладыша; диаметр цапфы вала; безразмерный коэффициент нагруженности (число Зоммерфельда), зависящий от дуги охвата относительной длины подшипника и относительного эксцентриситета (эксцентриситет).При известной радиальной силе находят коэффициент нагруженности Далее по таблицам находят , вычисляют минимальную толщину масляного слоя и сравнивают ее с необходимой толщиной масляного слоя по условию существования жидкостной смазкиВ условиях граничной и полужидкостной смазки определить силы трения и моменты сил трения в общем виде расчетным путем не удается . В условиях жидкостной смазки сила трения где безразмерный коэффициент сопротивления вращению, который может быть найден по приближенной формуле Используя силу трения , определяют тепловыделение в подшипнике и его КПД.Тепловой расчет. Температуру подшипника находят из уравнения теплового баланса между теплообразованием и теплоотдачей при установившемся тепловом режиме. Мощность теплообразования в подшипнике Теплоотвод происходит через корпус, вал и смазочный материал. Мощность , отводимая через корпус подшипника, где: коэффициент теплоотдачи (большие значения – при установке корпуса подшипника на станину машины, меньшие значения – при установке корпуса подшипника на фундамент); A- площадь поверхности корпуса подшипника, контактирующая с воздухом (в среднем она равна или , где и диаметр и длина цапфы вала, м.); и температура корпуса подшипника и окружающей среды соответственно.Теплоотвод через вал приближенно учитывают увеличением площади поверхности корпуса на величину Мощность теплоотвода через смазочный материалгде: теплоемкость масла, равная объем масла, прокачиваемого через подшипник, плотность масла, равная и температура масла на выходе и на входе в подшипник соответственно, Из уравнения теплового баланса Находят температуру масла , которая при длительной работе подшипника не должна превышать