Посадки з зазором в підшипниках ковзання

Найпоширенішим типом відповідальних рухомих сполук є підшипники ковзання, що працюють з мастилом. Для забезпечення найбільшої довговічності необхідно, щоб при сталому режимі підшипники працювали з мінімальним зносом. Це можливо в тому випадку, коли поверхні цапфи і вкладиша підшипника будуть розділені шаром мастила, а тертя між металевими поверхнями буде замінено на тертя між шарами мастила. Розглянемо як приклад методику розрахунку одного з найбільш поширених типів рухомих сполук вал-підшипник ковзання.

Теоретичний розрахунок рухомий посадки заснований на гідродинамічної теорії мастила і зводиться до визначення такого зазору між валом і підшипником, в якому міг би поміститися шар мастила, потрібної для забезпечення умов рідинного тертя товщини.

У стані спокою під дією сили тяжіння вал знаходиться в крайньому нижньому положенні (рис. 5.22).

При обертанні валу сили тертя захоплюють мастило в вузьку клинообразную щілину між валом і отвором. Під дією виникає в щілини тиску при певному співвідношенні розмірів з'єднання, частоти обертання, в'язкості мастила і тиску вал як би спливає, спираючись на шар мастила і кілька зміщуючись в бік обертання.

Рідинне тертя між труться поверхнями буде стійким, якщо товщина шару змащення в найвужчому місці Лт) п буде більше деякого критичного значення. У результаті дослідів було встановлено, що найкращі умови роботи підшипника досягаються при = 0,255 (5 '- зазор між валом і підшипником в стані спокою). Коефіцієнт корисної дії підшипника ковзання в цьому випадку буде найбільшим, а коефіцієнт тертя виходить найменшим.

З гідродинамічної теорії мастила відомо співвідношення між І і 5 в підшипниках ковзання кінцевої довжини /:

Схема до розрахунку посадок з зазором в підшипниках ковзання

Рис. 5.22. Схема до розрахунку посадок з зазором в підшипниках ковзання

де А - товщина шару змащення в місці найбільшого зближення поверхонь валу і підшипника в робочому стані, м; 5 зазор між валом і підшипником в стані спокою, м; с! - Номінальний діаметр з'єднання, м; зі - кутова швидкість вала, рівна чи, рад / с; т} - динамічна в'язкість мастила, Па / с; / - Довжина підшипника (з'єднання), м; р - середній тиск на одиницю площі в підшипнику, обумовлений через навантаження Р (Н) на цапфу з виразу

Підставивши в це співвідношення значення Ат (п = 0,255, отримаємо вираз для визначення значення найвигіднішого зазору:

При розрахунку і виборі рухливих посадок необхідно враховувати, що в процесі роботи відбувається знос поверхонь валу і отвори, в результаті чого зазор збільшується. У зв'язку з цим найвигідніший зазор необхідно зменшити на величину зносу в період підробітки, який складає приблизно 1,4 (Лг, + Лг0), т. Е.

Найбільш вірогідний зазор в з'єднанні (з урахуванням розсіювання розмірів цапфи і підшипника) наближається до середнього, т. Е.

У цьому зв'язку посадку слід вибирати по середньому зазору з числа бажаних, дотримуючись при цьому умова

Обрану посадку перевіряють:

  • 1) на забезпечення мінімального шару мастила} 1т.п при найбільш несприятливих умовах, т. Е. При найбільшому зазорі 5 ^;
  • 2) на відсутність сухого тертя. Перше умова буде виконана, якщо

а друге, якщо

Якщо умови (5.62) і (5.63) виконані, то посадка обрана правильно. Якщо умова (5.63) не виконується, то вибирають іншу посадку з числа бажаних або з числа рекомендованих.

Приклад.

Підібрати стандартну посадку з зазором при наступних умовах: номінальний діаметр з'єднання е ~ 0,045 м; довжина підшипника (з'єднання) / - 0,06 м; кутова швидкість вала ш ~ 100 рад / с; динамічна в'язкість мастильної рідини /) ~ 0,02 Па / с; середній тиск на цапфу р ~ 7,8-10 * Па; висота мікронерівностей отвори ~ 3,2 мкм; висота мікронерівностей вала Ли ~ 1,6 мкм.

Рішення. 1. Визначаємо значення самого вигідного зазору за формулою (5.58):

2. Знайдемо значення розрахункового зазору за формулою (5.59):

За ГОСТ 25347-82 підберемо посадку, задовольняє умові 5т = 5ДСЧ. З числа бажаних посадок в 7-му квалітету найбільш близька до виконання умови (5.59) посадка 45 / Л / е $ (5ю "= 114 мкм, 5 ^ ,, = 50 мкм) (табл. 1.47 | 13 |). Середній зазор 5т - (114 + 50) / 2 = 82 мкм.

3. Перевіримо посадку при несприятливих умовах, т. Е. Коли зазор найбільший (5т "~~ 114 мкм), за формулою (5.62):

4. Перевірку на достатність товщини шару мастила виробляємо за формулою (5.63)

Умова виконується, отже, посадка обрана правильно.

Відзначимо, що несуча здатність масляного клину, створюваного при обертанні елементів пари, зменшується через похибки розташування і форми цапфи і вкладиша підшипника. При виборі посадки необхідно враховувати також робочу температуру підшипника, коефіцієнти лінійного розширення матеріалів валу і втулки, передбачати запас на знос та інші фактори. Більш докладний розрахунок можна знайти в роботах [15].

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >