Эластогидродинамическая задача трения в подшипниках качения: Методические указания к практической работе № 5 по дисциплине «Триботехника», страница 6

При оценке условий трения определенную величину необходимой вязкости n ₀ надо сравнить с фактической вязкостью смазочного материала n. На основании отношения k = n / n ₀ по диаграмме, приведенной на рис. 2.7, можно определить коэффициент условий смазывания а₃ для формулы, определяющей долговечность подшипника:

.                                   (2.13)

На диаграмме (см. рис. 2.7) при k = n / n ₀ < 1, соответствующем условиям смешанного трения, верхняя кривая относится к высокой чистоте смазочного материала с присадками типа ЕР, нижняя – к маслу без присадок с некоторым количеством загрязнений. Номограмма подбора вязкости и коэффициента смазывания построена для новых значений грузоподъемности подшипников качения, введенных после 1983 г.

Условной мерой условий трения является коэффициент толщины пленки, равный отношению теоретической толщины ЭГД-пленки смазки, определенной для гладких поверхностей, к эквивалентной шероховатости поверхности:

.

В результате многих теоретических и экспериментальных исследований можно сделать вывод о том, что граница между смешанным и жидкостным трением для разных узлов трения лежит в диапазоне 0,8<l<4. Этот диапазон с точки зрения ЭГД-пленки смазки очень широк. В связи с этим принято деление ЭГД-пленки смазки на два диапазона: l>3 и l£3. Считают, что при l>3 шероховатости поверхностей не влияют на свойства пленки смазки и они совпадают с решением, полученным для идеально гладких поверхностей. Пленка с l£3 называется тонкой, и исследуют в основном ее состояние, потому что здесь существенно влияние шероховатости на характер происходящих в пленке явлений. Такая пленка встречается наиболее часто.

В основе принципа подбора смазочного материала с целью минимизации трения и изнашивания лежат следующие значения и рекомендации.

Если l>5, то при трении реализуется жидкая смазка. Износ возможен только в результате многоцикловой усталости. Смазочный материал признается годным.

Если l£1, то трение происходит при граничной смазке. Износ проявляется в основном из-за адгезионного взаимодействия, возможно возникновение задиров и заедание. Надо попытаться путем увеличения вязкости смазочного материала повысить h_min или улучшить гладкость трущихся поверхностей (снизить Ra). Эти мероприятия могут улучшить условия смазывания (увеличить l). Иногда это возможно достигнуть приработкой или притиркой поверхностей терния.

Если 1<l<3, то реализуется режим смешанного трения с участками гидродинамической, эластогидродинамической и граничной смазки. Эти границы определяются, с одной стороны, характером явлений, а с другой – некоторым коэффициентом безопасности перед непредвиденным переходом из условий жидкостного трения к смешанному.

Подводя итог, можно сказать, что в ЭГД-пленке смазки между шероховатыми поверхностями при l » 0,8 возникает смешанное трение с небольшой долей нагрузки, приходящейся на неровности, которая исчезает при l = 1…2. В диапазоне l = 1,5…2,5 возникают отдельные контакты, а при l = 2,5 – условия жидкостного трения. Несмотря на то, что в диапазоне 0,3 < l < 1,5 несущая способность контакта при жидкостном трении изменяется очень мало, при l < 0,8 процесс изнашивания идет более интенсивно, чем при l ³ 1,5. Эти границы могут несколько смещаться в зависимости от величины шероховатости и от вида геометрии узла трения.

2.3 Методика расчета ЭГД-пленки смазки

      в подшипниках качения

Методику расчета ЭГД-пленки смазки в подшипниках качения рассмотрим на примере бочкообразного роликового подшипника 22238 (рис. 2.4) со следующими данными:

грузоподъемность G = 980 000 Н;

внутренний диаметр d = 190 мм;

внешний диаметр D = 340 мм;

диаметр внешней дорожки D₁ = 2R₁ = 226 мм;

угол работы подшипника g = 10° 45’;

диаметр ролика D_w = 40 мм;

число роликов в ряде i = 17;

длина ролика l = 33 мм.

Ролик работает с частотой вращения n = 100 об/мин при нагрузке Р = 100 кН и температуре t = 80 °С, смазывается маслом Transol 130.