Оценка работоспособности радиальных подшипников, работающих в экстремальных условиях: Методические указания к практической работе № 2 по дисциплине «Триботехника», страница 2

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 в режиме ограниченного расхода смазки.

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

Основным фактором, определяющим работоспособность подшипника, является температурное состояние опоры, для расчета которого могут быть использованы следующие зависимости:

;        (2.1)

,     (2.2)

где kQ - коэффициент, характеризующий степень ограничения номинального расхода, kQ = 0,2…0,8; 0,168 £ £ 2,68;

                                            0,0111 £ £ 0,0444;

                                            0,314·10-4 £ £ 0,643·10-2;

температура подачи масла t1 = 40°C.

Для расчета эффективной вязкости mЭФ рекомендуется формула:

.                                         (2.3)

Данные для расчета mЭФ [Па×с] приведены в приложении Б.

В общем случае эффективный (расчетный) относительный зазор рекомендуется рассчитывать по эмпирической зависимости:

,                                          (2.4)

где uВ – окружная скорость вала в м/с; y эф – в %. С учетом абсолютных величин диаметров, рекомендуемые значения приведены в приложении В (таблица В.1).

Несущая способность подшипника:

.                                            (2.5)

Значения относительного эксцентриситета подшипника ε и безразмерная рабочая характеристика в нагруженной и ненагруженной зонах смазочного слоя ƒ”/ψ приведены в приложении Г. Принимаются в зависимости от ближайшей расчетной несущей способности подшипника ζ.

Потери мощности на трение с учетом размеров ненагруженной зоны подшипника:

.                                    (2.6)

Минимальная толщина смазочного слоя в режиме ограниченного смазывания рассчитывается по формуле:

.                                   (2.7)

Проверка работоспособности подшипника, работающего в режиме ограниченного смазывания, производится на основе температурного фактора таким образом, чтобы максимальная температура в смазочном слое не превышала предельно допустимую температуру и выполнялось условие: t2 £ [t]. Значение предельно допустимых температур [t] приведены в приложении В (таблица В.2).

2.2   Методика расчета радиальных подшипников, работающих

         в режиме высоких удельных нагрузок

Таким режимом считается режим работы подшипников скольжения в условиях жидкостного трения, при котором вследствие недостаточного конвективного теплоотвода значительно возрастает средняя температура масла в зазоре и уменьшается толщина смазочного слоя. Эти явления возникают при больших значения относительного эксцентриситета (e ³ 0,9) и резком увеличении потерь на трение.

В некоторых случаях нагружения на режим гидродинамического трения влияют изменения геометрии смазочного слоя в несущей (рабочей) зоне подшипника, возникающие вследствие деформации поверхностей скольжения под действием гидродинамического давления в слое. В наибольшей степени эффект деформации трущихся поверхностей проявляется в подшипниках с неметаллическими вкладышами, при работе которых удельные нагрузки, как правило, не достигают такого уровня, когда следует учитывать влияние давления на вязкость масла.

В условиях ограниченного конвективного теплоотвода решающее влияние на гидродинамическое трение начинает оказывать теплообмен слоя смазки с поверхностями трения за счет теплопроводности.

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

Целью расчета является расчет рабочих характеристик подшипника с учетом контактных деформаций и проверка критериев работоспособности подшипника в режиме высоких контактных давлений.