Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Метрология, стандартизация и сертификация

Посадки с зазором в подшипниках скольжения

Наиболее распространенным типом ответственных подвижных соединений являются подшипники скольжения, работающие со смазкой. Для обеспечения наибольшей долговечности необходимо, чтобы при установившемся режиме подшипники работали с минимальным износом. Это возможно в том случае, когда поверхности цапфы и вкладыша подшипника будут разделены слоем смазки, а трение между металлическими поверхностями будет заменено на трение между слоями смазки. Рассмотрим в качестве примера методику расчета одного из наиболее распространенных типов подвижных соединений вал-подшипник скольжения.

Теоретический расчет подвижной посадки основан на гидродинамической теории смазки и сводится к определению такого зазора между валом и подшипником, в котором мог бы поместиться слой смазки, нужной для обеспечения условий жидкостного трения толщины.

В состоянии покоя под действием силы тяжести вал находится в крайнем нижнем положении (рис. 5.22).

При вращении вала силы трения увлекают смазку в узкую клинообразную щель между валом и отверстием. Под действием возникающего в щели давления при определенном соотношении размеров соединения, частоты вращения, вязкости смазки и давления вал как бы всплывает, опираясь на слой смазки и несколько смещаясь в сторону вращения.

Жидкостное трение между трущимися поверхностями будет устойчивым, если толщина слоя смазки в самом узком месте Лт)п будет больше некоторого критического значения. В результате опытов было установлено, что наилучшие условия работы подшипника достигаются при = 0,255(5' - зазор между валом и подшипником в состоянии покоя). Коэффициент полезного действия подшипника скольжения в этом случае будет наибольшим, а коэффициент трения получается наименьшим.

Из гидродинамической теории смазки известно соотношение между И и 5 в подшипниках скольжения конечной длины /:

Схема к расчету посадок с зазором в подшипниках скольжения

Рис. 5.22. Схема к расчету посадок с зазором в подшипниках скольжения

где А - толщина слоя смазки в месте наибольшего сближения поверхностей вала и подшипника в рабочем состоянии, м; 5- зазор между валом и подшипником в состоянии покоя, м; с! - номинальный диаметр соединения, м; со - угловая скорость вала, равная ли, рад/с; т}- динамическая вязкость смазочного масла, Па/с; / - длина подшипника (соединения), м; р - среднее давление на единицу площади в подшипнике, определяемое через нагрузку Р(Н) на цапфу из выражения

Подставив в это соотношение значение Ат(п = 0,255, получим выражение для определения значения наивыгоднейшего зазора:

При расчете и выборе подвижных посадок необходимо учитывать, что в процессе работы происходит износ поверхностей вала и отверстия, в результате чего зазор увеличивается. В связи с этим наивыгоднейший зазор необходимо уменьшить на величину износа в период приработки, который составляет примерно 1,4 (Лг, + Лг0), т. е.

Наиболее вероятный зазор в соединении (с учетом рассеивания размеров цапфы и подшипника) приближается к среднему, т. е.

В этой связи посадку следует выбирать по среднему зазору из числа предпочтительных, соблюдая при этом условие

Выбранную посадку проверяют:

  • 1) на обеспечение минимального слоя смазки }1т.п при наиболее неблагоприятных условиях, т. е. при наибольшем зазоре 5^;
  • 2) на отсутствие сухого трения. Первое условие будет выполнено, если

а второе, если

Если условия (5.62) и (5.63) выполнены, то посадка выбрана правильно. Если условие (5.63) не выполняется, то выбирают другую посадку из числа предпочтительных или из числа рекомендуемых.

Пример.

Подобрать стандартную посадку с зазором при следующих условиях: номинальный диаметр соединения ё ~ 0,045 м; длина подшипника (соединения) /- 0,06 м; угловая скорость вала ш ~ 100 рад/с; динамическая вязкость смазочной жидкости /) ~ 0,02 Па/с; среднее давление на цапфу р~ 7,8-10* Па; высота микронеровностей отверстия ~ 3,2 мкм; высота микронеровностей вала Лы ~ 1,6 мкм.

Решение. 1. Определяем значение самого выгодного зазора по формуле (5.58):

2. Найдем значение расчетного зазора по формуле (5.59):

По ГОСТ 25347-82 подберем посадку, удовлетворяющую условию 5т = 5ДСЧ. Из числа предпочтительных посадок в 7-м квалитете наиболее близка к выполнению условия (5.59) посадка 45/Л/е$ (5Ю" = 114 мкм, 5^,, = 50 мкм) (табл. 1.47 |13|). Средний зазор 5т - (114 + 50)/2 = 82 мкм.

3. Проверим посадку при неблагоприятных условиях, т. е. когда зазор наибольший (5т" ~~ 114 мкм), по формуле (5.62):

4. Проверку на достаточность толщины слоя смазки производим по формуле (5.63)

Условие выполняется, следовательно, посадка выбрана правильно.

Отметим, что несущая способность масляного клина, создаваемого при вращении элементов пары, уменьшается из-за погрешностей расположения и формы цапфы и вкладыша подшипника. При выборе посадки необходимо учитывать также рабочую температуру подшипника, коэффициенты линейного расширения материалов вала и втулки, предусматривать запас на износ и другие факторы. Более подробный расчет можно найти в работах [15].

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы