Файл: Огородников, В. Б. Подшипники скольжения судовых поршневых машин.pdf

пусковом периоде, связанном с подготовкой машин к работе (за­

ливка масла в бак, осмотр и чистка фильтров, проверка плотности,

трубопроводов и т. д.) возможны следующие неблагоприятные ЯВ-.

ления:

— попадание в механизм движения посторонних частиц (в том

числе абразивных) в результате несоблюдения требовании к ча­

стоте заливаемого в бак масла, нарушения целостности элемен­

тов фильтров при их чистке и др.;

—срыв подачи масла в группу движения, возникший в резуль­

тате подсоса воздуха в масляный насос из-за невыявленных при. осмотре неплотностей в трубопроводах маслосистемы;

—нарушение подачи масла при оголении приемного трубопро­

вода нагнетательной секции насоса, возникающего в результате недостаточного содержания масла в баке при крене и диффе­

ренте;

—нарушение режимов маслоснабжения группы движения при

использовании марок масла, не рекомендованных инструкцией.

В пусковом периоде, связанном с обеспечением прокачки груп­ пы движения от агрегата прокачки с последующим запуском ма­

шины, могут возникнуть следующие факторы, способствующие

созданию аварийной обстановки:

—отсутствие или недостаточность прокачки механизма движе­

ния вследствие выхода из строя агрегата прокачки, перепускного клапана или неправильной регулировки этих узлов;

—недостаточная подача масла в результате запуска машины при низких температурах масла, что приводит к повышенным со­

противлениям в трубопроводах ввиду высокой вязкости масла при

низкой температуре.

В рабочий период, наиболее сложный по характеру возникаю­ щих событий и наблюдению за появлением аварийного состояния,

могут возникать следующие неблагоприятные факторы:

1. Падение давления в нагнетающей секции масляного насоса,

обусловленное неисправностью перепускных клапанов насоса, ис­

пользованием не рекомендованных инструкцией масел и другими

причинами. В этом случае снижается подача масла в группу дви­ жения, что в свою очередь нарушает благоприятный режим тре­

19

пня в подшипниках и ухудшает теплоотвод, способствует износу

подшипника и в дальнейшем может привести к аварии.

2. Вспенивание в маслобаке масла и подача его в таком, виде в группу движения при отклонении состава масла от требований

ГОСТа (недостаточное количество антипенных присадок), подсосе

воздуха через неплотности всасывающего трубопровода маслоси­ стемы или обводнении масла. Поступающая в подшипник масло­

воздушная смесь не обладает необходимой плотностью вследствие наличия воздушных пузырьков, в связи с чем несущая способность

масляной пленки резко снижается, а это влечет за собой износ

подшипников.

3. Некачественная очистка масла вследствие нарушения цело­

стности фильтрующих элементов.

К технологическо-конструкторским факторам, влияющим на работоспособность подшипников, можно отнести следующие:

1. Качественный и количественный состав и условия нанесения

на внутреннюю поверхность подшипника свинцовистого покрытия,

выполняющего в значительной степени роль приработочного и слу­ жащего для поглощения продуктов износа и создания ложа под­ шипника с максимальным углом контакта.

Установлено, что отступление от рекомендуемого состава покры­

тия ведет к снижению его износостойкости, а нарушение толщины,

равномерности и технологии нанесения покрытия — к отслоению

его или к ускоренному износу, в результате чего вместо хорошо

приработанной пары трения освинцовка — сталь образуется неприработаниая пара трения бронза — сталь, что сопровождается теп­ ловыделением с последующим выходом подшипника из строя.

2. Характер перехода между рабочей поверхностью подшипника

и выходящими на нее маслоподводящими отверстиями и канав­ ками. Плавность этого перехода — одно из основных условий,

обеспечивающих поступление масла в рабочую зону подшипника. Неплавный переход, заложенный конструктором или образовав­ шийся в результате первичного износа вкладыша, нарушает посту­

пление масла в рабочую зону и тем самым способствует прежде­

движения (отсутствие перекосов и других отклонений), заданной чистоты обработки и геометрических параметров трущихся поверх­

ностей подшипника, соответствие принятых марок материалов и

их характеристик требуемым.

В процессе эксплуатации износ подшипников можно обнару­

ствует о начальной стадии износа подшипника. Продукты износа в виде металлической стружки появляются в системе фильтра при последней стадии износа, предшествующей аварии.

20

2. По показанию манометров, установленных па нагнетающей

и откачивающей секциях маслонасоса. Падение давления на наг­

нетающей секции или повышение давления на откачивающей сви­

детельствуют о последней стадии износа подшипников.

§ 4. Конструктивные мероприятия по улучшению условий работы поршневых подшипников.

Методы расчета подшипников

Улучшение условий работы подшипников может идти по не­ скольким направлениям, главными из которых являются уменьше­ ние удельных давлений и улучшение маслоснабжения подшип­

ника.

В связи с современными требованиями, направленными на не­

прерывное повышение мощности машин и, следовательно, нагру­ зок на подшипники, удельные давления можно уменьшить, глав­ ным образом, за счет увеличения опорной поверхности подшипни­

ка. Пры создании подшипников для машин различного назначения

(компрессоров, двигателей внутреннего сгорания, судовых дизелей

и др.) применяют несколько способов увеличения опорной пло­

щади: увеличение габарита подшипникового узла (рис. 6, в), раз­

витие нагруженной части подшипника по сравнению с ненагружен-

IioiT (рис. 6, а, б), расположение маслоподводящих канавок толь­

ко в неііагруженной части подшипника (рис. 6, г) и др.

Улучшение маслоснабжения подшипников также осуществляет­

ся несколькими способами: установкой невозвратных клапанов в

маслоподводящих каналах с целью исключения прекращения по­

дачи масла к подшипнику при значительных инерционных силах,

направленных против движения масла (рис. 6, б); наличием отвер­ стий на концах смазочных канавок с целью интенсификации цир­ куляции масла, так как отверстия обеспечивают отток масла в каналы, имеющиеся в стержне шатуна; выполнением маслоподво­

дящих канавок различной формы и профиля (открытых, закрытых,

прямых, спиральных и др ) как в нагруженной зоне, так и в неиа-

гружениой (см. рис. 3); изготовлением подшипника со специаль­ ной геометрией трущихся поверхностей [15], обеспечивающей

создание перекладки зазора при односторонне действующей на­

грузке на подшипник.

Следует отметить, что создание перекладки зазора, являющее­

ся весьма эффективным, сопряжено со значительными конструк­

тивными усложнениями узла (рис. 6, е, ж, з).

Поршневые подшипники компрессоров работают без переклад­

ки зазора, так как импульс газовых сил всегда превышает импульс сил инерции. Под действием большего импульса палец совершает

большой ход. При этом с каждым последующим циклом умень­

шается толщина смазочной пленки, разделяющей более нагружен­

ные поверхности пальца и вкладыша, так как меньший импульс,

действующий в противоположном направлении, не в состоянии

21

вернуть палец в исходное положение после действия большего им­ пульса. Если конструкция подшипника не обеспечивает поддержа­ ние в нагруженной зоне масляного слоя с толщиной, превышаю­

щей некоторое критическое значение (зависящее от чистоты обра­

ботки поверхностей пальца и вкладыша, их жесткости и других

параметров), то может наступить металлический контакт рабочих

поверхностей подшипника и, следовательно, их износ.

Чтобы исключить возможность контакта, необходимо каким-

либо способом достичь симметричности перемещения пальца под действием различных по величине импульсов, так как достичь ра­

венства импульсов в поршневых подшипниках компрессоров прак­ тически невозможно. Наиболее простым способом, обеспечиваю­

щим симметричное перемещение пальца, является создание усло­

вий, облегчающих вытекание смазки из зоны действия меньшего

импульса, с целью увеличения перемещения пальца под действием

этого импульса. При этом увеличивается зазор, т. е. толщина мас­

ляной пленки со стороны действия большего импульса. Скорость

истечения смазки из зоны действия меньшего импульса можно

увеличить путем уменьшения площади опорной поверхности, на

которую действует этот импульс.

Соотношение опорных площадей, воспринимающих действие импульсов ∕t и /2, а также значения минимального и максималь­ ного зазоров между пальцем и вкладышем можно рассчитать по

зависимостям и методике, рекомендованным в работе [3]-

Порядок расчета следующий:

1.Используя индикаторную диаграмму машины, строят гра­

фик зависимости усилие—время (см. рис. 1, «). Путем планиметри­

рования или интегрирования площадей, заключенных под кривы­ ми, определяют импульсы j} и J2.

2.По отношению a-J ∕J2 и λ = l d определяют длину опорных

поверхностен, воспринимающих действие меньшего импульса. Для

втулки, выполненной по схеме рис. 2, б (/), длина опорной поверх­

ности

Для втулки, выполненной по схеме рис. 2, б (//),

3. Далее находят значения коэффициентов A1 и /I2Для под-

23