ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.06.2024
Просмотров: 470
Скачиваний: 0
В расчет введен безразмерный параметр, называемый к о э ф ф и ц и е н т о м н а г р у ж е н н о с т и :
(10)
LdT|co ’
где Ра — несущая способность смазочного слоя, или равнодейст вующая сил давления смазочного слоя на цапфу, равная нагрузке на подшипник;
ф — относительный зазор, равный отношению разности радиу сов подшипника и цапфы А к радиусу цапфы;
L и сі — соответственно длина и диаметр подшипника; т] — вязкость масла; со — угловая скорость вращения цапфы.
В расчете задаются отношением длины подшипника к его диаметру Lid и величиной ф. Затем оценивают возможную температуру в слое смазки и по ней находят вязкость масла, принятого для данной кон струкции (способы оценки влияния температуры на вязкость масел будут изложены ниже). Пользуясь известными данными и учитывая необходимую нагрузку на подшипник, по формуле (10) определяют коэффициент нагруженности. Затем по табл. 1 находят относительный эксцентриситет %, равный отношению абсолютного эксцентриситета (расстояние между вертикальными прямыми, проходящими через центры подшипника и цапфы) к разности радиусов цапфы и подшипни ка А.
Теперь можно определить толщину слоя масла в самом узком месте зазора
A m i n = A ( l - 1 ) . (П)
Подшипник должен быть сконструирован и рассчитан так, чтобы величина на установившихся режимах работы была больше суммы высот неровностей от шероховатостей на цапфе и подшипнике.
Коэффициент трения / определяется по формуле
|
(1 2 ) |
где £ — коэффициент сопротивления |
(находится по табл. 2); |
р — давление на подшипник. |
"~ |
Повторяя расчет, задаваясь новыми значениями размеров подшип никами цапфы, сортом масла, получают необходимую толщину слоя масла под подшипником, обеспечивающую его надежную работу
вгидродинамическом режиме, и минимальный коэффициент трения. При постоянных диаметральном зазоре, длине и диаметре под
шипника зависимость коэффициента трения от параметра ^ выра
жается кривой, показанной на рис. 4 сплошной линией.
Таким образом, из гидродинамической теории следует, что умень шение вязкости или скорости вращения цапфы приводит к уменьше-
12
|
|
О) |
га |
|
о |
* |
|
|
к |
|
|
к |
|
|
\о |
|
о |
л |
|
|
|
- |
|
Н |
|
|
|
|
ю |
|
|
о |
|
|
о |
|
|
ОТ |
|
х |
|
|
значениях |
о |
|
о |
|
|
£ при |
|
|
|
|
|
Коэффициент нагруженности |
|
|
|
о |
|
|
о |
|
|
о |
о
rh |
ю |
h- |
СО |
оо |
C«1 |
со |
00 |
со |
О |
Th |
CD |
СО |
CD |
ю |
ID |
ь. |
о |
со |
Th |
h- |
о |
СО |
Г- |
сч |
со |
00 |
ID |
o ’ о |
о" |
о ” |
h-’ |
Th |
CD |
Th |
D-" |
о ’ |
со |
ID |
00 |
Th |
|
|
сч |
СО |
Th |
Th |
ID |
ID |
CD |
СО |
|
|
f-. |
|
OO |
со |
сч |
00 |
о |
|
СЧ |
00 |
CD |
о |
ю |
|
t-- |
со |
|
со |
CD |
ID |
оо |
со |
|
||||||||
о |
О |
СО |
00 |
Th |
00 |
00 |
со |
о |
со |
•— 1 О |
|||
Сч’ |
ю |
о |
сч |
ID |
00 |
о |
сч |
Th |
СО |
сч |
со |
о |
CO |
|
|
|
|
’~н |
|
сч |
сч |
СЧ |
СЧ |
сч |
СО |
CO |
|
сч |
сч |
, |
Ю |
о |
, |
со |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
Th |
со |
СО |
ID |
о |
СО |
CD |
со |
со |
t”- |
CD |
со |
CD |
|
|
со |
г- |
*■4 |
h- |
*-« |
со |
со |
*-ч |
оо |
Th |
I D |
СЧ |
|
|
сч |
со” |
I D |
CD |
oo |
о ’ |
о |
~-4 |
сч |
сч |
со |
Th |
CD |
со |
со |
СО |
, , |
h- |
CO |
, , |
СО |
Th |
о |
, , |
CD |
ID |
О |
CD |
о |
о |
сч |
■«h |
CO |
ID |
CD |
ID |
Th |
СО |
|
OO |
CD |
CD |
со |
|
|
О |
CD |
h- |
Th |
— * |
t'- |
сч |
|
Th |
C"~ |
О |
|
сч |
со’ |
Th |
V |
ID’ |
CD |
|
t'-* |
оо |
оо’ |
CD |
о |
CD |
о |
СО |
сч |
СЧ |
СЧ |
о |
о |
СО |
co |
Th |
ID |
|
|
|
О |
о |
— • |
сч |
СЧ |
Ю |
■о |
h- |
, , |
CO |
тЬ |
со |
00 |
CD |
c^- |
сч |
ю |
00 |
сч |
|
о |
о " |
о |
-т |
|
oo |
о |
СЧ |
r^. |
CD |
00 |
со |
СЧ |
, |
t"- |
о |
00 |
c^- |
со |
00 |
Th |
CO |
Th |
|
|
CD |
|
со |
о |
о |
CD |
|
CO |
Th |
Th |
ID |
ID |
со |
CD |
|
OO |
CD |
СО |
CD |
СЧ |
СО |
, , |
h- |
CD |
Г-- |
CO |
Th |
СЧ |
ОО |
о |
о |
со |
CD |
ID |
— • |
ю |
CD |
СЧ |
СО |
CD |
|
Th |
|
СЧ |
сч |
СЧ |
СО |
со |
со |
Th |
Th |
ID |
Г"-. |
’ |
CD |
со |
CD |
со |
со |
о |
О) |
CD |
|
со |
CD |
00 |
|
о*- |
о |
о * |
о" |
— |
ю |
о |
ID |
Г-- |
CD |
|
ID |
СЧ |
сч |
rf |
|
сч |
Th |
со |
00 |
о |
о |
о |
о - |
o" |
Th |
t-- |
ID |
со |
00 |
ст> |
, , |
СЧ. |
h- |
о |
о |
CD |
СО |
со |
Th |
со |
CO |
|
ID |
00 |
О |
со |
оо |
о |
Th |
О |
|
— |
— |
СЧ |
сч |
сч |
сч |
со’ |
co |
Th |
t"- |
Th |
О |
со |
CD |
со |
сч |
, |
о |
CD |
ID |
С'- |
О |
О0 |
ID |
Th |
h- |
|
О |
сч |
CD |
о |
сч |
ID |
о |
||
|
— |
— |
— |
— |
сч |
сч |
СЧ |
со’ |
ю |
г-. со |
со |
00 |
СЧ |
ID |
ID |
СО |
со |
CD |
со |
, , |
со |
|
о |
о |
ю |
сч |
о |
о |
CD |
оо |
со |
СО |
CD |
ID |
СЧ |
о |
О ' |
СЧ |
со |
ID |
C-- |
о |
О |
СЧ |
Tf |
СО |
t^. |
CD |
|
|
о |
о |
о |
о ” |
o ’ |
о |
-« |
— |
— — — СЧ |
сч |
||||
CD |
ID |
гt 00 |
o> |
CD |
Th |
Th |
CD- |
-cf |
оо |
Th |
|
CD |
|
h- |
CD |
со |
Th |
CD |
СЧ |
00 |
со |
со |
CD |
00 |
со |
||
о |
«—1сч |
ID |
Г-- |
оо |
О |
•—1со |
Th |
ID |
сч |
||||
о |
о |
о |
о ” О |
о" |
о " |
|
|
—« |
|
1— 1 |
|
сч |
|
сч |
CD |
со |
h- |
Th |
Is*» Th |
CD |
. |
t". |
ID |
О) |
, , |
CD |
|
CD |
СО |
со |
Th |
[-- |
О |
Th |
h- |
т-ч |
со |
CO |
t-- |
ID |
|
О |
|
сч |
со |
Th |
CD |
|
00 |
о |
•—*сч |
со |
ID |
CD |
|
О |
о " |
о |
о |
o " |
о " |
О |
о ’ |
— |
|
|
|
-• |
— |
СО |
Th |
сч |
со |
CO |
О |
оо |
со |
со |
о |
о |
h- |
CO |
ID |
о |
о |
CD |
Th |
CO |
СЧ |
сч |
сч |
СЧ |
сч |
о |
CD |
ID |
|
о |
*— ■ |
сч |
CO |
Th |
ю |
со |
t-» |
00 |
CD |
CD |
|
Th |
|
о о |
о” |
о” |
о о о’ |
о о’ о |
о О |
|
— |
||||||
о |
со |
Th |
сч |
CO |
со |
CD |
сч |
Th |
ю |
со |
00 |
00 |
Th |
СО |
со |
<-н |
с- |
CO |
о |
Г- |
ю |
СЧ |
CD |
со |
сч |
Th |
oo |
о |
о |
—* |
•— 1 |
СЧ |
СО • |
со |
Th |
ID |
ID |
со |
h- |
00 |
о |
о о |
о |
о о о о о О |
о |
о о О |
T— 1 |
||||||||
о |
ю |
00 |
C D |
CO |
СЧ |
сч |
Th |
СО |
СО |
ID |
— ( |
CD |
CO |
сч |
Th |
h- |
— * |
CD |
сч |
со |
со |
CD |
Th |
г-» |
ID |
CD |
h- |
о |
о |
о |
|
сч |
СО |
Th |
ID |
||||||
о о о |
о |
o" |
о |
о ’ о |
О |
■ о |
о |
О* |
О |
О |
|||
сч |
СО |
Th |
ю |
CD |
h- |
со |
CD |
. О |
|
сч |
СО |
ID |
О |
о" |
о |
о |
о |
О |
о |
о |
о’ |
|
|
|
|
|
СЧ |
13
нию сопротивления вращению цапфы. При уменьшении нагрузки коэффициент тре ния увеличивается.
Однако опыт показывает, что так
продолжается |
не |
до нулевого значе |
ния параметра |
^ |
. При некотором его |
минимальном значении коэффициент тре ния перестает уменьшаться, а затем начи нает резко возрастать с уменьшением па раметра (штриховая часть кривой). Такой характер кривой свидетельствует, что ра бота подшипника уже не подчиняется гид родинамической теории. Это связано с тем, что клиновое действие масла недостаточно для всплывания цапфы и она приблизилась
к положению, показанному на рис. 3, а. В этом случае на по верхностях трения цапфы и подшипника в месте их контакта оста ются лишь тончайшие слои адсорбированного масла, и гребешки неровностей трущихся поверхностей получают возможность зацеп ляться друг за друга. Такой режим трения носит название г р а н и ч н о г о т р е н и я. Он очень распространен в практике эксплуа тации и представляет собой специальную область науки о трении. Особенности работы узлов трения машин и механизмов на гранич ных режимах зависят от химического состава смазочного материала. Поэтому граничное трение рассмотрено после раздела, посвященного составу смазочных масел.
4. Понятие о трении качения
Если через цилиндрический каток, опирающийся на два плоских бруска, перекинуть нить с грузами на концах (рис. 5) и груз Q больше груза N, то каток начнет катиться по брускам с некоторой постоян ной скоростью. Ученый Кулон нашел, что сопротивление качению катка, или сила трения качения, будет равно
Рис. 5. Схема качения катка по плоскости
^ = к -г, |
(13) |
где к — коэффициент трения качения; Р —• сила, с которой каток прижи мается к опоре (в нашем при
мере Р — Q + N)\ г — радиус катка.
Чем больше сила, прижимающая ка ток к опоре, тем больше каток и опора деформируются вблизи контакта. Умень шение радиуса катка также приводит к увеличению деформации, так как при этом увеличивается давление в контакте
14
СЧ |
о |
св |
|
о ' |
п |
|
|
ч |
|
іЛ |
|
t"- |
|
Ю |
|
о> |
се |
|
о |
|
|
» |
Н |
|
|
|
|
G5 |
|
значениях |
СП |
|
05 |
|
|
|
о |
|
при |
|
|
вращению |
. |
|
|
|
|
|
о |
|
цапфы |
со |
|
• |
|
|
о |
|
|
сопротивления |
|
|
. |
|
|
|
о |
|
|
f* . |
|
|
о |
|
I |
|
|
Коэффициент |
fO |
|
|
о |
|
|
со |
|
|
W |
|
|
. о |
|
|
ч*4 |
|
|
о |
|
|
со |
|
|
- |
|
|
о |
|
|
*53 |
о |
с о |
СП |
СП |
|
ю |
с ч |
СП |
с о |
о |
с о |
, |
СП |
о |
4Г4 |
4 г |
|
ю |
■4Г |
—н |
Г-- |
1— < |
ю |
С П |
•—* |
4 t4 |
г - |
4 Г |
СО |
4 t4 |
ю |
с о |
f - . |
о о |
00 |
СП |
СП |
СП |
о |
о |
о |
ГН |
С Ч |
С Ч |
с ч |
с ч |
с ч |
с ч |
с ч |
с ч |
с ч |
с ч |
СО |
СО |
с о |
с о |
|
4 t4 4 t4 с о |
h - |
СО |
СО |
|
с ч |
Г-- |
СП |
00 С П |
о |
|||
|
с о |
о о |
■4t4 |
СП |
4 t4 |
с о |
с ч |
ю |
t '- |
СП |
|
4 t4 |
о |
ю |
с о |
с о |
|
|
СО |
00 |
(П |
СП |
СП |
СП |
о |
о |
|
|
|
|
|
|
” |
|
|
|
*“ 4 |
|
с ч |
с ч |
с ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h - |
СП |
с ч |
СО |
с ч |
СП |
с о |
с о |
|
00 |
|
с о |
|
СО |
ю |
00 .с ч |
ю |
о о |
о |
с о |
LO |
t '- |
о |
с ч |
с о |
||
О |
о " |
о |
|
_ |
|
с ч |
с ч |
с ч |
с ч |
с ч |
с о |
с о |
с о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*—< |
•"“ ' |
*■"* |
|
с о |
4 t4 00 |
|
с о |
ю |
о |
ю |
|
|
4 t4 |
|
4 І4 h - |
||
<м |
о |
|
ю |
о о |
о |
|
СП |
с о |
|
ю |
|||
4 t4 |
с о |
о о |
о |
с ч |
ю |
h - |
о о |
о |
с ч |
с о |
4 t4 с о |
о |
|
00 |
00 |
о о" |
СП |
< п |
СП |
СП |
СП |
о " |
о |
о |
о |
о |
о |
•+ |
СО |
00 |
00 |
СП |
СО |
ю |
4 І4 |
СП |
4 t4 |
СЧ |
ю |
|
с о |
h - |
ю |
с ч |
е л |
|
4 t4 |
СО |
4 t4 с о |
г* - |
СП |
|
с о |
4 t4 |
СО |
Г"- |
|
f -Г |
|
о -“ |
с--" |
t- Г |
с о |
оо" |
о о " |
о о" |
00 |
t" - |
о |
г - |
с о |
|
Г-". |
00 |
_ |
СО |
с о |
СО |
СЧ |
с ч |
4 J4 |
■4t4 |
СП |
|
с о |
с о |
с о |
О |
— * |
с ч |
с о |
Ю ‘ |
г-- |
о о |
СП |
о |
|
СО |
СО |
с о |
СО |
СО |
с о |
с о |
с о |
с о " |
Г - |
|
|
|
00 |
|
■4t4 |
|
* |
|
|
СО |
СО |
|
о |
с о |
00 |
ю |
с о |
||
00 |
4 t4 с ч |
о |
о |
СП |
о о |
t '- |
ю |
с о |
|
СЧ |
с о |
4 t4 ю |
с о |
с о |
ь - |
00 |
СП |
о |
|
ІО |
ю |
іо |
ю " |
іо |
іо |
ю |
ю |
ІО |
с о |
Ю |
О ) |
с о |
_ |
|
4 f |
СО |
г - |
с о |
ю |
|
|
||||||||
00 с ч |
00 |
ю |
с ч |
СП |
с о |
с о |
о |
с о |
|
h - |
00 |
00 |
СП |
о |
о |
— 4 |
с ч |
с о |
с о |
4t4 |
4 t4 |
4 t4 |
4 J4" |
ІО |
ю " |
ю |
ІО |
іо |
ю " |
о о |
, , |
ю |
ю |
о |
|
ю |
|
ю |
с о |
|
|
00 |
|||||||
СЧ |
СО |
о |
ю |
|
с о |
с ч |
с о |
о о |
|
4 І4 |
4 t4 ю |
ю |
с о |
с о |
г - |
|
с о |
00 |
|
|
4 t4 |
4 t4 |
4 t4" |
г * 4 |
■4t4 |
4 f |
4 t4 |
4 t4 |
4 f |
СО |
с ч |
СО |
СО |
, |
Г - . |
4 t4 |
СП |
с о |
ю |
|
|||||||||
ю |
0 0 |
|
ю |
о |
4 t4 |
СП |
с о |
о о |
с ч |
«—1 |
*-н |
с ч |
с ч |
с о |
СО |
с о |
4 t4 |
4 t4 |
ю |
4 t4" |
т * 4" |
|
4 t4 |
4 t4" |
4 t4 |
4 t4 |
4 t4 |
4 t4" |
4 t4 |
|
■4t4 |
о |
, , |
ю |
, , |
0 0 |
ю |
|
4 t4 |
|
|
|
|
||||||
4 t4 |
СО |
СП |
с ч |
ю |
СП |
с ч |
с о |
о |
с о |
СП |
СП |
СП |
о |
о |
о |
- н |
— 4 с ч |
с ч |
|
с о |
с о |
с о |
■4F |
•4t4" |
4 t4 |
4 t4 |
4 t4 |
• 4 t4 |
4 t* |
о о |
о |
СО |
ю |
с о |
СП |
с ч |
ю |
СП |
, |
|
|||||||||
с о |
ю |
с о |
0 0 |
о |
с ч |
LO |
|
СП |
с ч |
СО |
с о |
с о |
СО |
|
с - |
|
|
t - |
0 0 |
с о |
с о |
с о |
с о " |
с о |
с о |
с о |
с о |
СО |
с о |
4 t4 |
, |
о |
|
с о |
г - |
ю |
ю |
СП |
с о |
|
|
||||||||
с о |
•4t4 |
ю |
СО |
f - |
0 0 |
СП |
ю |
с ч |
4 t4 |
4 t4 |
|
4 t4 |
4 t4 |
4 t4 |
4 t4 |
ю |
ю |
||
с о |
с о |
с о |
с о " |
с о " |
с о " |
с о |
с о " |
с о |
СО |
СП |
с о |
f* - |
с о |
о |
Г - . |
ю |
с ч |
о |
ь - |
СП |
о |
о |
|
с ч |
с ч |
с о |
4 J4 |
ю |
ю |
с ч |
СО |
с о |
с о |
с о |
СО |
с о |
с о |
с о |
с о |
с о |
с о " |
с о |
с о " |
с о " |
с о " |
с о |
с о |
с о |
с о |
СО |
с о |
|
СО |
ю |
с ч |
о |
|
с о |
СП |
|
|
о о |
с о |
СП |
а з " |
, |
о |
|| |
с о |
с ч |
СП |
с о |
h - |
— І |
|
с о |
ю |
4 t4 |
с о |
СП |
о |
о |
с о |
г - |
|
|
|
с ч |
|
СО |
с о |
с о |
с о |
с ч |
СО |
о |
с ч |
с ч |
г - . |
h - |
|
■^4 |
4 t4 |
ю |
|
LO |
ю |
ю |
ю " |
434 |
СП |
с о |
с ч |
СП |
СП |
ю |
о |
о |
с ч |
||
4 t4 |
4 t4 |
ю |
ю " |
4 t4 |
с ч |
|
о |
СО |
о |
с о |
|
ю |
СО |
с о |
г - |
4 t4 |
4 t4 |
4 t4 |
4 t4" |
г - |
Г-- |
с ч |
СО |
CD |
СП |
ю |
ю |
с ч |
с ч |
с о |
4 Г |
4 t4 |
4 t4 |
■^4 |
4 t4" |
о |
с ч |
СП |
СП |
4 t4 |
с о |
СП |
с о |
0 0 |
0 0 |
0 0 |
СП |
СО |
с о |
с о |
с о |
СО |
о о |
|
с о |
ю |
с о |
СП |
|
LO |
ю |
ю |
СО |
с о |
с о |
с о |
с о " |
с о |
L ) |
4 t4 |
о |
|
|||
с о |
|
0 0 |
|
с о |
с о |
с о |
4 t4 |
с о " |
с о |
с о |
с о |
с ч |
|
4 t4 |
ю |
с о |
г - |
0 0 |
СП |
о |
с ч |
с о |
ю |
о |
о |
о |
о " |
о " |
о |
о |
о |
о " |
|
|
— * |
|
с ч |
15
(контактные напряжения). Представление о влиянии силы прижатия и радиуса катка на величину контактных наряжений а дает фор мула Герца:
(14)
где Е — модуль упругости металла; / н — длина катка.
Кроме того, неровности поверхности больше отражаются на ве личине трения качения при катках меньшего радиуса, т. е. чем меньше каток, тем больше сила трения. Из формулы (13) видно, что коэффици ент трения качения выражается в единицах длины (например, в сан тиметрах). Однако на практике часто пользуются приведенным коэф фициентом трения качения, представляющим собой коэффициент пропорциональности между силой трения и силой прижатия по анало гии с трением скольжения [см. формулу (1)].
Грение качения значительно меньше трения скольжения. Поэтому в технике, где возможно, стремятся заменить трение скольжения цапфы по подшипнику трением качения шариков или цилиндров с по мощью подшипников качения. Для правильной эксплуатации под шипников качения также необходимо использование смазочных мате риалов. В процессе вращения подшипника смазочная среда попадает под шарик или ролик и качение происходит по масляной прослойке. Последняя как бы увеличивает площадь опоры шарика или ролика. Шарик контактируется с кольцом подшипника по очень малой площади (точечный контакт). В связи с этим воспринимаемые шариком или роликом нагрузки создают очень большие контактные напряже ния. В современных подшипниках допускаются давления в контакте до 50 000 кГ/см2. Если такие напряжения приложить ^ стальным по верхностям, совершенно лишенным масляной прослойки или какихлибо адсорбированных слоев, металл начинает разрушаться. Однако при наличии слоя масла площадь соприкосновения значительно увели чивается, так как давление передается не только по центру контакта, но и через примыкающие слои масла. П. Л. Капица показал, что подъ емная сила, возникающая на единице длины ролика, для случаев прос лоек малой толщины составляет
(15)
где с постоянная величина;
V— окружная скорость качения; П — динамическая вязкость масла;
а — параметр, учитывающий радиусы тел качения; ■у — пьезокоэффициент вязкости.
Из выражения (15) видно, что подъемная сила прямо пропорцио нальна кубическому корню из величины вязкости смазочного мате риала.
16 |
. ' |