Оценка работоспособности осевых подшипников скольжения: Методические указания к практической работе № 3 по дисциплине «Триботехника», страница 2

Осевые опоры по конструктивному исполнению подразделяются на два основные типа: опоры с неподвижными наклонными (несущими) поверхностями скольжения (рис 2.1) и опоры с самоустанавливающимися поверхностями (колодками) (рис 2.2). Это различие вносит определенные особенности в методику их расчета.

Исходными характеристиками для расчета являются характеристики режима работы и геометрические параметры подшипникового узла: нагрузка, частота вращения, температурно-вязкостная характеристика смазочного материала, конструктивные размеры опоры.

Целью расчета является определение рабочих характеристик подшипника и проверка критериев работоспособности подшипника

При расчете определяются: минимальная толщина смазочного слоя, несущая способность, потери мощности на трение, температура в смазочном слое и т.д. Условные обозначения смотри в приложении А.

2.1.  Методика расчета осевых подшипников с наклонными

несущими поверхностями

Осевые опоры с неподвижными несущими поверхностями устроены следующим образом (рис. 2.1). Рабочие поверхности подшипника состоят из участков двух типов. Одни участки параллельны опорной поверхности пяты и воспринимают нагрузку при пуске и останове агрегата, т.е. когда смазочный слой несущей поверхности не уравновешивает полностью внешнюю нагрузку, другие – особенно наклонные (клиновые) участки. Эти поверхности разделены между собой радиальными канавками шириной b_К = 2…4 мм. Размер плоскопараллельного участка поверхности выбирают при р £ [р], т.е.

,

где значения допустимой удельной нагрузки [р] приведены в приложении В (таблица В.1)

Выбор числа рабочих поверхностей зависит от нагрузки на опору и ее геометрических размеров (рис. 2.1): a_D = D₂ / D₁ ;

.

Угловые размеры элементов рабочей поверхности определяют по следующим формулам:

угловой размер плоскопараллельного участка:

;

угловой размер канавки:

;

угловой размер клинового участка для постоянного вращения:

;

угловой размер клинового участка для реверсивного вращения:

;

При проектировании опор с неподвижными наклонными несущими поверхностями обычно задаются следующими геометрическими соотношениями:

;   ;

[м];

[м];

[м].

Потери мощности с учетом размеров зонподшипника [кВт]:

,

где для расчета эффективной вязкости m_ЭФ [Па×с] рекомендуется формула:

.

 Данные для расчета m_ЭФ [Па×с] приведены в приложении Б (t_эф = 40°С).

Расход смазочного материала в подшипнике [м³/с]:

.

Условия работоспособности осевого подшипника: h_min < [h],  р < [р],  а температура смазки в зазоре не должна превышать допустимой, т.е. t₂ £ [t]. Для подшипников этого типа рекомендуется принимать:

 [м] ;

                                                        [Па].                                           (2.1)

Отвод теплоты потоком масла [кВт] :

,

                                  мкм;                          (2.2)

[°C].

Допустимая удельная нагрузка [р] и температура [t] приведены в приложении В (таблицы В.1 и В.2), а значения безразмерного коэффициента нагруженности z, коэффициента сопротивления вращению x и коэффициента расхода q приведены в таблице В.3 приложения В.

Условие ламинарности потока для осевых подшипников имеет вид:

,

где u = R _прw ; Re = 600 при геометрических характеристиках клина:

[рад];  

[рад].

2.2.  Основные конструктивные соотношения осевых

          подшипников с самоустанавливающимися колодками

Для восприятия значительных нагрузок широко применяют осевые опоры с самоустанавливающимися упорными колодками (рис 2.2).

Принципиальное устройство опоры с самоустанавливающимися колодками достаточно просто. Шарнирная упорная колодка, находящаяся в равновесном состоянии под действием гидродинамических сил, самоустанавливается в потоке смазки под углом, зависящим от режимов работы и характеризующимся коэффициентом установки наклонной поверхности a _h = h₁ / h ₂.