2.2 Расчет подшипников скольжения с жидкостным трением.

_{Расчет подшипников скольжения, работающих в режиме жидкостного трения, сводится к обеспечению условий, при которых цапфа будет отделена от вкладыша слоем смазки.}

_{В основу этого метода положена гидродинамическая теория смазки, исходя из которой определяют максимально допустимый зазор, обеспечивающий жидкостное трение в подшипнике, может}

₍₃₃₅₎

_{где - длина цапфы, м;}

_{- номинальный диаметр цапфы, м;}

_{- угловая скорость цапфы, рад/с;}

_{- радиальная нагрузка, Н;}

_{- диаметральный зазор, мкм;}

_{- минимальная толщина масленой пленки, м}

_{- динамическая вязкость, ПаС}

_{- диаметральный зазор,}

_{- радиальный зазор;}

_{- относительный зазор}

_{- эксцентритет;}

_{- относительный эксцентритет цапфы}

_{минимальная толщина масляного слоя, мкм. Расчет на жидкостное трение основывается на том, что масляный слой должен воспринимать всю нагрузку, при этом толщина его должна быть больше суммы неровностей поверхностей и цапфы и вкладыша}

_{Порядок расчета следующий:}

_{1. Задаются относительным зазором .}

_{Для цапф диаметром обычно принимают тем больше, чем выше угловая скорость вала, меньше давление в подшипнике, больше коэффициент и тверже материал вкладышей подшипника.}

_{2. Назначают допускаемую температуру [t] нагрева масляного слоя в рабочей зоне подшипника, выбирают соответствующий сорт масла и определяют его динамическую вязкость.}

_{Допускаемая температура [t] нагрева масляного слоя подшипника в его рабочей зоне [t]≤60…75}^o_{C.Значения динамическая вязкость смазочного масла принимают из справочников.}

_{3. Определяют коэффициент нагруженности подшипника:}

_{4. Определяют относительный эксцентритет X цапфы, значения, которого принимают по графику в зависимости от коэффициента нагруженности Ф.}

_{5. Вычисляют минимальную толщину масляного слоя:}

₍₃₃₆₎

_{6. Проверяют, обеспечен ли в рассчитываемом подшипнике скольжения режим жидкостного трения:}

₍₃₃₇₎

_{где k и [k]- действительный и допускаемый коэффициенты запаса надежности жидкостного трения в подшипнике:}

_{при рекомендуют [k]>2}

_{при рекомендуют принимать несколько меньше, так как касание выступов микронеровностей цапф и вкладыша подшипника в этом случае не приводит к заметному нагреву и износу подшипника. Значения принимают по ГОСТ 2789-73.}

_{Цапфы в зависимости от назначения обрабатывают тонким точением до шлифованием до}

_{Рабочие поверхности вкладышей обрабатывают протягиванием или развертыванием до}

_{шабрением до}

_{тонким растачиванием до}

_{Проверяют температурный режим подшипника по температуре нагрева масляного слоя в рабочей зоне. Тепловой расчет подшипника производят путем составления уравнения теплового баланса, т.е. приравнивается теплообразование в подшипнике к его теплоотдаче. Образовавшаяся в подшипнике теплота отводится маслом и через корпус подшипника. Условие теплового равновесия при стационарном режиме:}

_{Количество теплоты, Дж, выделенное в результате потерь на трение:}

₍₃₃₉₎

F_r - радиональная нагрузка на подшипник, Н;

V- окружная скорость, м/с;

f - коэффициент трения.

Количество теплоты, Дж, отводимое в сек, от подпшпника маслом;

(340)

где С - удельная теплоемкость масла, Дж/кг;

V- объем масла, м³, протекающего через подшипник в сек;

Р - плотность масла, кг/ м³;

- температуры масла при выходе, входе в подшипник, С;

Отвод теплоты через вал невелик, поэтому под Q₂ понимают теплоту, отводимую только через корпус подшипника:

Q₂=KA(t_вых-t_вх)=KA∆t, (341)

_{где - коэффициент теплопередачи, Вт/м2*С:}

_{- площадь наружной поверхности корпуса подшипника, мм.}

_{Средняя температура tM нагрева масла в рабочей зоне подшипника связана с температурой на входе и выходе зависимостью:}

₍₃₄₂₎

_{Эта температура не должна превышать допустимой, т.е. С учетом вышеуказанных зависимостей вытекает расчетная формула для проверки температурного режима работы подшипника:}

₍₃₄₃₎

_{При расчете теплового режима подшипника для минеральных}

_{смазочных масел можно принимать:}

_{Коэффициент теплопередачи принимают: Если при расчете подшипников скольжения с жидкостным трением окажется, что то изменяют геометрические параметры подшипника, выбирают смазку с большой динамической вязкостью, назначают для рабочей поверхности подшипника меньшую шероховатость.}

_{По уравнению теплового баланса определяют:}

1. _{температуры вытекающего масла и, в случае необходимости предусматриваются меры искусственного охлаждения;}

2. _{необходимую прокачку масла через подшипники для того, чтобы температура в подшипниках сохранялась в допускаемых пределах.}

_{Температура сборочной единицы нормально должна быть не выше Толщина масляного слоя в самом узком месте зависит от режима работы подшипника. Чем больше вязкость смазочного материала и угловая скорость цапфы, тем больше h. С увеличением нагрузки h уменьшается. При установившемся режиме работы толщина должна быть больше суммы}

Рис. 131 Образование несущего масляного слоя.

Рис. 132 Схема радиального подшипника скольжения трения

Микронеровност ей цапфы Rz цапфы и вала RZBBK (принимают по ГОСТ 2789 83)

₍₃₄₄₎

_{где К - коэффициент запаса, учитывающий изгиб цапфы, а также неточности изготовления и сборки при несколько меньше.}