15.3. Расчет подшипников жидкостного трения

На рис. 15.2 показаны схемы расположения шипа в подшипнике в начале его работы (рис. 15.2, а), когда угловая скорость шипа со еще близка к нулю, и в период установившегося движения, когда угловая скорость со становится больше критического значения, соответствующего переходу в режим жидкостного трения (рис. 15.2, б).

Рис. 15.2. Положение шипа в подшипнике: а — в состоянии покоя; б - при вращении

Центр шипа (рис. 15.2, а) лежит на линии действия внешней силы под центром О подшипника, при этом эксцентриситет равен радиальному зазору в подшипнике На рис. 15.2, б центр шипа занимает новое положение

нимальная толщина масляного слоя находится на линии центров 002:

где х — относительный эксцентриситет:

При изменении угловой скорости центр шипа соответственно меняет свое положение; траектория его движения в подшипнике — приближенно дуга окружности. При трущиеся цилиндрические поверхности шипа и подшипника становятся почти концентрическими, образуя постоянный по окружности кольцевой зазор, равный

Угол между линией центров шипа и подшипника и линией действия нагрузки а также эксцентриситет полностью определяют положение шипа в подшипнике.

Развивающиеся в клиновом масляном зазоре гидродинамические силы распределяются так, как показано на рис. Этими силами уравновешивается нагрузка на шип. Определение несущей силы масляного слоя в подшипнике является одной из задач гидродинамической теории смазки.

где — коэффициент нагруженности, являющийся безразмерной функцией положения цапфы в подшипнике и границ зоны несущего смазывающего слоя, зависящего также от отношения

Функция вычисляется обычно графическим интегрированием для границ несущей зоны, начинающейся от места ввода смазочного материала и кончающейся сечением с Значения с учетом конечной длины подшипника, по данным М. В. Коровчинского и С. А. Чернавского, для указанных границ несущей зоны в подшипниках с углами обхвата 360 и 180° приведены в табл. 15.10.

При гидродинамическом расчете подшипника обычно известны: нагрузка угловая скорость о и размеры подшипника и предварительно определенные расчетом вала. Значение определяется выбранной посадкой шипа в подшипнике или и обычно находится в пределах Вязкость масла можно предварительно определить на основании данных табл. 15.1, используя условие

Из формулы (15.3) можно найти

по которому затем из табл. 15.10 определяется по известному отношению значение Далее находят и сравнивают с — сумма высот неровностей поверхностей шипа и подшипника для выбранного класса их чистоты по ГОСТ 2789-73; у - прогиб шипа в подшипнике: для двухопорного вала причем — стрела прогиба вала на участке между

опорами, — расстояние между серединами опор; в остальных случаях определяется при расчете вала).

Класс чистоты рабочих поверхностей шипа и подшипника назначается в зависимости от он должен быть тем выше, чем меньше их значения.

Должно соблюдаться условие

где -коэффициент запаса, учитывающий влияние возможных случайных факторов. Кроме того, необходимо иметь в виду погрешности формы, если они выходят за пределы допуска размера.