Файл: Хандельсман Ю.М. Камневые опоры.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.07.2024

Просмотров: 139

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

(рис. 27). Равенство этих давлений п есть одно нз условий, опре­ деляющих положение капли в открытой опоре Ispа = Арв или Ра = РвВыразив рЛ и рв через п, т, а, (см. рис. 27) и углы

смачивания, получаем

Рл — Рв = cos + cos (Ѳ2 + a)

т

( 4 )

cos Ѳ2 + cos (0j + ф)

 

или

 

 

[cos Ѳх + cos (Ѳ2 + а) ] m =

a [cos Ѳ2 + cos (0! +ф ) ].

(5)

За неизвестные параметры, определяющие положение капли в открытой опоре, могут быть приняты т и п, при этом уравне­ ние (5) является одним из уравнений, определяющих эти пара­ метры. Другим уравнением, в которое входят эти неизвестные пара­ метры, является уравнение постоянства объема масла

ü m , n = const-

(6)

Способы подачи масла в закрытую опору отличаются от описанного выше, так как оно вводится в масленку или вспрыски-

Рис. 27. Открытая опора.

Рис. 28.

Закрытая

опора.

Масло в положении рав­

Масло в

положении

равно­

новесия

 

весия

 

вается в зазор между сквозным и накладным камнями до установки цапфы в отверстие. После установки цапфы происходит перераспре­ деление масла от мениска А к мениску В (рис. 28) до тех пор, пока давления под менисками не уравновесятся. Уравнение равно­ весия для закрытой опоры записывают в виде

п

т

 

Рл — Рв Р— COS 0! + COS (0!а)-f-

cos Ѳ2 + cos (0Х+ ф)

( 7 )

 

или

 

 

[cos Ѳх + cos (Ѳх + а ) } t n = n [cos Ѳ2 + cos (02 + ф )].

(8)



Уравнения (5) и (8) определяют положение масла соответ­ ственно в открытой и закрытой опорах с цилиндрической цапфой. Вторым уравнением, определяющим положение масла для обеих опор, будет уравнение (6).

Положение масла в опорах с конической цапфой (опора на центрах) определяется аналогично опорам с цилиндрической цап­ фой (рис. 29). В этом случае уравнение, определяющее положение

масла, запишется в

виде

 

 

 

Р‘ COS0! +

sin (ß — Ѳ2)

COS0! +

sin (ß + 02)

^

или

 

 

sin (ß — 03) ].

(10)

[cos 0! + sin (ß + 02)] in = n [COS0J +

Если зазор КО, заполняемый маслом, сообщается с атмосферой только с одной стороны (рис. 30), то любое осесимметричное поло-

Рис. 29. Опора с конической

Рис. 30: Положение масла в

цапфой. Масло в положении

керновой опоре

равновесия

 

женне заданного объема масла в зазорах опоры будет равновесным. При известных краевых углах смачивания Ѳі, 02, углах керна 2ß и кратера подпятника 2а, задавшись параметром т, можно написать уравнение для определения радиуса кривизны мениска в керновой опоре:

 

m = p[cos(02 + a — ß) -f- cos Ѳх] ■

(11)

Как и в предыдущих случаях, вторым уравнением, определяю­

щим положение масла в конических и сферических

опорах, будет

уравнение

(6).

 

 

Расчет надежности фиксации масла. Надежно зафиксированная

капля масла в зазорах опоры должна сохранять

в

определенных

пределах

свое исходное геометрическое положение.

Смещение масла


за установленные пределы, приводящее к его растеканию, назовем закритическим омещением. Здесь не рассматриваются процессы фор­

мирования

граничного

слоя и

физико-химические

превращения

масла

и поверхностей

деталей.

и динамическое

сопротивления

В

КО

возникают

статическое

смещению

масла. Первое является

функцией поверхностного натя­

жения и периметра смачивания, второе — вязкости. Вязкостное сопротивление учитывается гидродинамической теорией. Рассматри­ вая смещение масла при монотонно действующих перегрузках, при­ лагаемых с малой скоростью, пренебрегаем гидродинамическим со­ противлением. Отсутствие вязкостного сопротивления таким пере­ грузкам делает их особенно опасными для фиксации масла в

опоре.

Возможно представить два предельных случая заюритнческого смещения масла из опоры. Первый случай, когда сопротивление

граничных слоев движению масла пренебрежимо

мало и при пере­

мещении капли кривизны менисков изменяются

 

незначительно —

это определяет один из возможных механизмов

смещения масла

Рис. 31. Схема для расчета сопротивления закритическому смещению масла £2 в закры­ той опоре при радиальной перегрузке

и соответственно методику расчета надежности его фиксации. Второй случай, когда при значительном сопротивлении граничных слоев возможно сильное искажение менисков под действием инер­ ционных перегрузок, вызывающее прорыв поверхности мениска и растекание масла. Для КО первый механизм смещения масла наи­ более опасен, на нем и основан расчет надежности фиксации масла.

Чем надежнее зафиксировано масло в зазоірах опоры, тем большую перегрузку следует приложить для его смещения за до­ пустимые пределы. Сопротивление закритическому смещению Q, обеспечиваемое конструкцией опоры, свойствами масла и поверх­ ностей деталей, оценивается инерционной перегрузкой N, смещаю­ щей его в допускаемых пределах.

Допускаемой величиной смещения ô назовем такое максималь­ ное смещение капли из положения равновесия, при котором после


снятия перегрузки капля возвращается в исходное положение. Вели­ чину Ô выбирают с таким расчетом, чтобы при заданной пере­ грузке периметр смачивания капли оставался в капиллярных зазо­ рах опоры.

Расчет надежности фиксации масла разработан применительно к цилиндрическим закрытым и открытым опорам, имеющим наи­ более сложные формы сечений капиллярных зазоров. Он распространяется и на другие типы опор. В частности, надежность фиксации масла .в опорах па центрах может быть определена по формулам для цилиндрических опор, а в опорах со сферической цапфой —■ по формулам для опор закрытого типа. Подробно тео­ рия сопротивления закрптнческому смещению масла изложена в

других работах автора,

здесь ограничимся написанием формул для

расчета сопротивления

закрптнческому смещению.

 

Расчет проводится в предположении, что под действием инер­

ционных перегрузок капля масла в зазорах перемещается

как

целое, сохраняя свою

форму, и что краевые углы смачивания

на

деталях одинаковы.

Для закрытой опоры (рис. 31) при действии радиальной пере­ грузки сопротивление Q равно 1

Q

_2£ß./_L , J_

cos 0.

 

ygn*

\

R 2

 

 

Для той же

опоры

при

действии

осевой перегрузки

 

й

=

ü b k \ k 2

 

 

 

п2у gH

 

 

 

где

 

 

 

 

 

fej =

cos Ѳ +

cos (Ѳ + а) ;

 

 

sin -

 

 

.

Ф

 

( ^ i )

 

 

 

sm — ’ m

k 2

 

 

+

 

2

 

 

 

 

 

 

rn

cos ( 0 + — )

 

cos

( 0 -

 

(12)

(13)

Для открытой опоры (рис. 32) при действии радиальной пере­ грузки сопротивление й -* равно

9

а

 

 

а Ô/е( sin —

 

 

1

2

(14)

£2 = ------------- — ---- — .

n"-gr cos (в + — J

 

 

Расчет сопротивления закрптнческому смещению масла из от­

крытой опоры при действии осевой

перегрузки

проводят

по

формуле (13).

что как при

осевой, так

н

Из приведенных формул следует,

при радиальной перегрузке основными факторами, определяющими надежность фиксации масла, являются геометрические параметры капиллярных зазоров опоры, обусловленные конструкцией и разме­ щаемым объемом масла.

1 Формула учитывает только основной объем масла в зазоре между камнями.