Пример расчета гидродинамического подшипника скольжения

Пусть необходимо рассчитать гидродинамический подшипник скольжения. Условия задачи следующие: диаметр цапфы мм, нагрузка на подшипник кН, угловая скорость вала об/мин. Предполагается, что втулка подшипника выполнена из бронзы ( Мпа, Мпа*м/с). Шероховатости сопрягаемых поверхностей равны: мкм для вала и мкм для подшипника.

Расчет. Относительная длина подшипника принимается равной l/d = 1,2; тогда длина цапфы равна мм. Удель­ная нагрузка на подшипник равна

Мпа,

что вполне реально, так как .

Скорость скольжения (окружная скорость цапфы) равна

м/с.

Произведение равно

.

Относительный зазор (с/r) принят равным 0,001. Выбираем индустриаль­ное масло с температурой в рабочей зоне Т = 68 °С (удельная теплоем­кость Дж/(кгК), плотность кг/м³). В соответствии с рис. 1.5, динамическая вязкость масла равна . Далее рассчитываем нагрузочную способность:

,

где .

Относительный эксцентриситет определяем из графиков на рис. 1.6, . Далее рассчитываем минимальную толщину пленки

мм мкм.

Проверим теперь режим жидкостной смазки с помощью условия

.

Следовательно, выполняется условие жидкостного режима смазки.

Пусть температура масла на входе в зазор равна °С, коэффициент теплоотдачи Вт/(м²К), площадь наружной поверхности подшипника м². Учитывая, что и , и используя соответствующую кривую на рис. 1.7, на­ходим, что и, следовательно, коэффициент трения . Рис. 1.8 позволяет определить рас­ход масла, протекающего через подшипник за 1с: и, следовательно,

.

Тогда дает

.

Таким образом, условие теплового режима полностью удовлетворя­ется, даже при отсутствии дополнительного воздушного охлаждения.

Пример расчета смазываемых подшипников качения (V = K_T = K_Б =1,0)

Пример 3.1. Определить номинальную долговечность L (млн. оборотов) радиального однорядного шарикоподшипника 308 (по табл. 3.5 C =3190 кгс, С₀ =2270 кгс) при следующих условиях эксплуатации: F_r =560 кгс, F_a =250 кгс, n =800 об/мин.

При по таблице 3.3 определяем е =0,3.

Поскольку > е, то согласно табл. 3.3. примем следующие коэффициенты для расчета эквивалентной динамической нагрузки: X =0,56; Y =1,45.

Тогда эквивалентная динамическая нагрузка равна

Номинальная долговечность равна

или

Тип подшипника					e
X	Y	X	Y
Радиальный шариковый однорядный   Радиально-упорный шариковый однорядный   Подшипники роликовые конические однорядные	—	0,014 0,028 0,056 0,084 0,11 0,17 0,28 0,42 0,56     0,014 0,029 0,057 0,086 0,11 0,17 0,29 0,43 0,57 — —     —			0,56   0,45     0,41 0,37     0,4	2,30 1,99 1,71 1,55 1,45 1,31 1,15 1,04 1,00     1,81 1,62 1,46 1,34 1,22 1,13 1,14 1,01 1,00 0,87 0,66     0,4	0,19 0,22 0,26 0,28 0,30 0,34 0,38 0,42 0,44     0,30 0,34 0,37 0,41 0,45 0,48 0,52 0,54 0,54 0,68 0,95     1,5

Таблица 3.5 Технические характеристики однорядных шарикоподшипников

Условное обозначение	d	D	В	r	Грузоподъёмность, кН	Предельная частота вращения, об/мин
Динамическая С	Статическая Со
мм	конс.	Жидк.
Средняя серия
					6,36	3,83
				1,5	7,63	4,73
				1,5	8,9	5,51
				1,5	10,9	6,8
					12,5	7,94
					17,6	11,6
						15,1
				2,5	26,2	17,9
				2,5	31,9	22,7
				2,5	37,8	26,7
					48,5	36,3
						42,6
				3,5	64,1	49,4

Дата добавления: 2015-10-16