Гидродинамическая смазка

Гидродинамическая смазка

Гидродинамическая смазка.

Вал, установленный в подшипнике с зазором Δ (рис. 659, а), под действием постоянной нагрузки Р занимает эксцентричное положение; по обе стороны от точки наибольшего сближении вала и подшипника зазор принимает форму клиновидной щели. Вращаясь, вал увлекает с собой масло. Первый слой масла, смачивающий вал, увлекается вследствие адсорбции масла металлической поверхностью вала, последующие слои — вследствие внутренней вязкости масла. Вал, таким образом, действует как насос, нагнетающий масло в клиновидную щель.

Поступая в суживающийся по направлению вращения вала зазор, масло, являющееся практически несжимаемой жидкостью (при обычных в подшипнике давлениях), стремится растечься в окружном и осевом направлениях (к торцам подшипника). Этому препятствуют силы вязкости, в результате чего в масляном слое возникает давление, прогрессивно возрастающее к точке наибольшего сближения вала и подшипника, где истечение масла затруднено из-за малого зазора (рис. 659, б).

Схема возникновения несущего масляного слоя в подшипнике

Часть масла вытекает через торцы подшипника и в направлении, обратном движению вала; оставшаяся же часть должна пройти через самое узкое место зазора. Силы давления, развивающиеся в масляном слое, приподнимают вал, одновременно сдвигая его в сторону направления вращения. Состояние равновесия достигается тогда, когда проходное сечение в самом узком месте щели (hmin) оказывается достаточным для пропуска масла, оставшегося после торцового истечения.

Максимальное давление на участке наибольшего сближения вала и подшипника примерно в 2—3 раза превышает среднее давление k = P/dl (где d — диаметр; l — длина подшипника) и может достигать нескольких десятков МПа (рис. 660).

Давление в масляном слое при различных значениях удельной нагрузки

Давление вдоль оси в цилиндрически правильном подшипнике изменяется по кривой параболического типа (рис. 661, а) и резко падает у торцов подшипника в результате истечения масла через торцы.

Давление в масляном слое вдоль оси подшипника

Действительная кривая распределения давления может значительно отклоняться от теоретической вследствие упругих деформаций вала (вид б), перекосов (вид в), отклонений от цилиндрической формы (например, бочкообразности вала, вид г).

Резкое снижение давления происходит в плоскости расположения кольцевых канавок (вид д).