ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 110
Скачиваний: 0
При нагрузках Р меньше разрушающих температура в «горячей зоне» /б рабочей поверхности колодки плав но поднимается одновременно с нагрузкой (рис. 1-15,а). При достижении разрушающей нагрузки происходит резкое увеличение температуры при практически неиз
менном усилии. Таким об |
150 |
|
|
|
|
|
|||||
разом, в результате изме |
°С |
|
|
|
|
|
|||||
рения |
температуры |
ко |
|
|
|
|
|
|
|||
лодки в наиболее нагре |
125 |
|
|
|
|
|
|||||
той зоне можно предви |
|
|
|
|
|
|
|||||
деть момент |
разрушения |
|
|
|
|
|
|
||||
подшипника и предотвра |
100 |
|
|
|
|
|
|||||
тить аварию. |
|
давле |
|
|
|
|
|
|
|||
Распределение |
|
|
|
|
|
|
|||||
ния, возникающего в не |
75 |
|
|
|
|
|
|||||
сущем слое упорной ко |
|
|
|
|
|
|
|||||
лодки, зависит от формы |
50 |
|
|
|
|
|
|||||
масляного клина, |
которая |
|
|
|
|
|
|||||
в свою очередь определя |
|
|
|
|
|
|
|||||
ется |
осевой |
нагрузкой, |
■5 |
|
|
|
|
|
|||
термическими |
и |
механи |
Ч |
|
|
|
|
|
|||
ческими |
деформациями |
3 |
|
|
|
|
|
||||
колодки [Л. 37, 161]. Если |
|
|
|
|
|
||||||
2 |
|
|
|
|
|
||||||
поверхность колодки |
со |
|
|
|
|
|
|||||
1 |
10 |
20 |
30 10ьЛл |
||||||||
храняется плоской, то во |
О |
||||||||||
всех |
точках |
масляного |
|
|
5) |
|
|
||||
клина |
с увеличением |
на |
Рис. 1-15. Температурные (а) и |
||||||||
грузки |
|
происходит |
рост |
силовые (б) характеристики упор |
|||||||
давления практически по |
ных колодок [Л. 37]. |
2 — |
|||||||||
линейному закону. Паде |
/ — цельная колодка |
(рис. |
1-12,6); |
||||||||
составная |
колодка |
(рис. |
1-12,е); |
3 — |
|||||||
ние давления |
в |
перифе |
слоеная колодка |
(рис. 1-12,ж); q — на |
|||||||
рийной |
области |
колодки |
чало |
подплавления баббита. |
|
||||||
говорит |
об |
увеличении |
|
|
|
|
|
|
расхода масла из этой зоны, обусловленного искривле нием колодки. Чтобы результирующее давление в пленке было равным приложенной к искривленной колодке осевой нагрузке, давление в центральной зоне должно расти интенсивнее, чем по линейному закону. Таким образом, по характеру изменения давления масла в от дельных точках смазочного зазора можно судить о де формации рабочей поверхности, а следовательно, о сте пени совершенства конструкции колодки. Величина «, равная отношению максимального давления рМакс, воз никающего в масляном клине, к средней удельной на-
4—501 |
49 |
f-рузке q, приложенной к колодке, характеризует степень неравномерности распределения нагрузки по поверхно сти колодки. С уменьшением коэффициента а возра стает эффективная площадь колодки, воспринимающая нагрузку. Возрастание а указывает на большую вели чину деформации колодки. Зависимость a{q) приведена на рис. 1-15,6.
Перераспределение поля давления сопровождается соответствующим перераспределением и температуры по поверхности колодки. Как и в опорных подшипниках, зона максимального нагрева баббита колодки хотя и смещена относительно зоны максимального давления, все же обе зоны размещены вблизи друг к другу. По этому в области максимальных давлений происходит и наибольшее выделение тепла. В областях, где давление масла падает из-за отгиба краев нагруженной колодки, происходят торможение роста и даже снижение темпе ратуры баббитовой заливки.
С увеличением скорости скольжения колодки возра стают потери мощности на трение в несущем слое и одновременно уменьшается доля тепла, отводимого ме таллом колодки и гребня, вследствие чего увеличивается температура в масляной пленке и на рабочей поверх ности.
Отвод тепла увеличивается с повышением коэффи циента теплопроводности металла колодки. Если же исходить из условия минимальных тепловых деформа ций колодки, то необходимо применять материал с ма лым коэффициентом линейного расширения, обеспечи вающим больший радиус кривизны и, следовательно, малую стрелу температурного прогиба колодки. Созда
ние |
конструкции |
колодки, обеспечивающей отсутствие |
|||
деформаций |
рабочей поверхности, затруднительно. |
||||
В |
настоящее |
время |
известны конструкции |
составной |
|
(рис. 1-12,е) |
и |
так |
называемой «слоеной» |
колодок |
(рис. 1-12,дас), обладающих, по-видимому, наилучшими рабочими характеристиками: высокой несущей способ ностью, большим отводом тепла из смазочного слоя, незначительным короблением рабочей поверхности
[Л. 37, 39, 112].
Слоеная колодка состоит из тонкой медной пластины с баббитовой заливкой (теплопроводность меди марки Ml в 6 раз больше, чем у стали или бронзы) и массив ного стального основания, омываемого со всех сторон
50
маслом. Для интенсификации отвода тепла от медной пластины в основании колодки прорезаны каналы для циркуляции холодного масла. Для уменьшения вредного влияния баббита на теплоотвод из масляной пленки его заливают тонким слоем (1 мм) на гладкую шабреную и облуженную поверхность медной пластины.
Испытания ХТГЗ и ВТИ показали, что применение слоеной колодки позволяет увеличить несущую способ ность подшипника на 75% (по сравнению с цельными колодками). Недостатком слоеной колодки обычного исполнения является неодинаковость выпучивания не
равномерно |
|
нагреваемой |
|
|
||
медной пластины от стально |
|
|
||||
го основания в сторону упор |
|
|
||||
ного диска. Этот недостаток |
|
|
||||
устраняется |
выполнением |
с |
|
|
||
тыльной стороны пластины |
|
|
||||
асимметричной выемки глу |
|
|
||||
биной до 0,1 |
мм (рис. 1-12,з), |
|
|
|||
расположенной в зоне мак |
|
|
||||
симального нагрева. Вовре |
|
|
||||
мя работы |
подшипника под |
|
|
|||
действием |
гидродинамиче |
|
|
|||
ского давления |
пластина |
в |
|
|
||
месте подрезки |
прогибается |
Рис. 1-16. Влияние чистоты |
||||
в сторону от упорного греб |
||||||
обработки |
упорного гребня на |
|||||
ня и компенсирует свою теп |
предельную |
несущую способ |
||||
ловую деформацию [Л. 24]. |
ность подшипника КТЗ |
|||||
На несущую способность |
|
[Л. 161]. |
||||
подшипника |
большое влия |
|
|
ние оказывает состояние упорного гребня. Испытаниями на КТЗ установлено, что при наличии конусности упор ного диска всего лишь 60—80 мкм несущая способность экспериментального упорного подшипника снизилась на 50—60%. При ухудшении класса чистоты поверхности упорного гребня от' V9 до V6 и неизменном классе чистоты поверхности колодки V7 несущая способность экспериментального подшипника КТЗ снизилась в 2,5 ра за (см. график рис. 1-16)! Высокая чистота поверхности упорного гребня в значительной мере уменьшает вред ное влияние абразивных частиц, содержащихся в масле, на работоспособность колодок. Шероховатый диск увле кает абразивные частицы, которые повреждают бабби товую заливку колодок, снижают несущую способность,
4* |
51 |
а в ряде случаев «опрокидывают» колодку и вызывают ее разрушение. Наибольшее повреждение от воздейст вия абразивных частиц получают менее нагруженные колодки, у которых через утолщенный смазочный зазор проникает много крупных частиц.
Упорные подшипники должны работать не только надежно, но и экономично. Мощность, потребляемая упорным подшипником, затрачивается на преодоление сил трения в несущем гидродинамическом слое и на преодоление дискового трения. При небольших окруж ных скоростях дисковые потери слабо влияют на общий нагрев масла. Однако с увеличением диаметра гребня и соответственно его окружных скоростей потери на тре ние N в масляной ванне значительно возрастают. На пример, потери N в упорном подшипнике турбины боль шой мощности составляют 400—600 кВт и более, что в несколько раз больше потерь на трение в несущем смазочном слое. На дисковые потери влияет трение не только по торцу гребня, но и по цилиндрической поверх ности его. Эта потеря составляет до 30, а иногда до 50% от суммарных дисковых потерь. Для снижения дисковых потерь применяют винтоканавочное уплотнение цилин дрической поверхности упорного гребня (см. § 1-6) [Л. 39].
Уменьшение расхода масла через подшипник, приме
нение |
свободного |
слива из |
масляной |
ванны |
приводят |
|
к образованию более рыхлой структуры |
потока (сни |
|||||
жается |
плотность |
масляной |
среды) |
и |
как |
следствие |
к существенному снижению энергетических затрат. Уве личение расхода смазки и применение задросселированного (поджатого) слива масла устраняют нарушения сплошности потока, ликвидируют вакуумные зоны, уве личивают плотность масляной среды и поэтому приво дят к возрастанию потерь мощности на дисковое трение. Тем не менее схема с поджатым сливом масла, несмотря на низкую экономичность, широко применяется, так как она позволяет существенно повысить надежность рабо ты подшипника. На графиках рис. 1-14 показано, как
изменяются |
потери мощности на трение |
N (в экспери |
|
ментальном |
подшипнике) в зависимости |
от |
расхода Q |
и вида организации слива масла из корпуса. |
' |
Одним из эффективных, экспериментально проверен ных способов снижения затрат мощности дискового тре ния в быстроходных упорных подшипниках является