19.5. Практичний розрахунок підшипників ковзання
19.5.1. Розрахунок підшипників, які працюють при напіврідинному терті, проводиться як перевірний при відомому діаметрі цапфи d, визначеному при проектному розрахунку, та довжині вкладиша l, яку визначають за рекомендаціями:
.
При недостатньому змащенні і малій кутовій швидкості ω підшипники працюють при граничному і сухому терті. При цих умовах підшипники ковзання розраховують за двома критеріями.
1). За умовним тиском р:
(19.2)
де Fr - радіальне навантаження на підшипник; l - довжина підшипника; d - діаметр цапфи.
За формулою (19.2) розраховуються тихохідні підшипники, а також підшипники, які працюють короткочасно з перервою. Результати розрахунку гарантують не витискування мастила із підшипників і являють собою розрахунок на стійкість проти спрацювання.
2). За добутком тиску на швидкість:
(19.3)
де v - колова швидкість цапфи, v = 0,5ωd.
За формулою (19.3) розраховують підшипники середньої швидкохідності; розрахунок попереджує інтенсивне спрацювання, перегрів і заїдання підшипників.
Допустимі значення [p], [pv] та [v] наведено у табл. 19.1, а також в таблицях 16.1[9], 33.1[14].
Таблиця 19.1.
Допустимі значення [p], [pv] та [V]
Матеріал вкладиша |
≤v, м/с |
[p], МПа |
[pv] МПа· м/с |
Чавун сірий СЧ-36
Чавун антифрикційний: АКЧ-1 АКЧ-2 Бронза: БрОФ10-1 БрОАЖ9-4 Латунь ЛКС80-3-3 Бабіт: Б16 Б6 Металокераміка: бронзо графіт залізографіт Капрон АК-7 Пластифікована деревина Гума (змащення водою) |
0,5 1,0
5 1
10 4 2
12 6
2 2 4 1 - |
0,5 2
4 12
15 15 12
15 5
4 5,5 15 10 2...6 |
- -
2,5 12
15 12 10
10 5
- - 15 - - |
Примітки: Значення v, вказані в таблиці, є максимально допустимими. |
|||
Якщо при розрахунках умова (19.2) або (19.3) не виконується, то необхідно замінити матеріал вкладиша підшипника або його ширину і повторити розрахунки.
19.5.2. Розрахунок радіальних підшипників рідинного тертя. Вихідні дані: діаметр цапфи d, радіальне навантаження Fr, частота обертання вала n (або кутова швидкість ω).
Порядок розрахунків:
1). Задаються відношенням l/d. Звичайно l/d = 0,5...1. Перевіряють вибране l/d за критеріями [p] і [pv].
2). Розраховують відносний зазор ψ = S/d (S - зазор, мм ) за формулою:
,
(19.4)
де v – колова швидкість цапфи, м/с.
Для валів d ≤ 250 мм зазор S потрібно узгодити із стандартною посадкою H7/f7, H7/e8, H9/e8, H9/d9.
3). Вибирають сорт мастила і його робочу температуру t = 45…75Сº. За табл. 15.2 або графіком 16.7 [9] або табл. 33.2 [14] для вибраного сорту мастила визначаємо розрахункову динамічну в’язкість μ.
4). Розраховуємо коефіцієнт навантаженності підшипника Φ за формулою:
(19.5)
(відносний зазор – див. п.2 розрахунку).
За рис. 19.10 або рис. 16.6 [9] визначаємо відносний ексцентриситет χ. Потім визначаємо мінімальну товщину шару мастила hmin за формулою:
(19.6)
5). Визначаємо критичне значення товщини шару мастила hкр, при якому порушується режим рідинного тертя, - див. формулу (19.1):
(19.7)
Таблиця 19.2.