Характеристика режима работы подшипника скольжения

(60)

Характеристика режима работы подшипника скольжения.

Зазор hmin в точке наибольшего сближения вала и подшипника должен быть достаточным для того, чтобы предотвратить соприкосновение микронеровностей вала и подшипника при возможных колебаниях режима (увеличение нагрузки, уменьшение частоты вращения, падение вязкости масла от перегрева), а также в результате перекосов вала в подшипнике и упругих деформаций вала и подшипника.

Относительный эксцентриситет ε и относительная минимальная толщина ξ = 1 – ε масляного слоя являются функцией безразмерного числа Зоммерфельда (обратная величина Kharakteristiki rejima raboty 1)

Kharakteristiki rejima raboty 2

и отношения l/d длины подшипника к диаметру.

В выражении (234) η — динамическая вязкость масла, Па·с; w — угловая скорость, рад/с; k — удельная нагрузка на единицу несущей поверхности подшипника, Па; ψ — относительный зазор (ψ = Δ/d).

Теоретическая (хорошо согласующаяся с экспериментом) зависимость между ξ и Kharakteristiki rejima raboty 3 показана на рис. 665 для различных значений l/d (с левой стороны графика указаны значения ξ, с правой ε = 1 – ξ).

Относительная минимальная величина масляного слоя и относительный эксцентриситет в зависимости от числа Зоммерфельда

Зная (по известным η, w, k, ψ) величину So, можно по диаграмме найти значение ξ для данного отношения l/d и определить минимальную толщину масляного слоя (в мкм) из выражения

Kharakteristiki rejima raboty 5

где d — диаметр подшипника, мм.

Удельная нагрузка на подшипник (k = P/ld) обратно пропорциональна величине So и определяется по формуле

Kharakteristiki rejima raboty 6

Как видно из графика, в области малых So наблюдается прямая пропорциональность между So и ξ. Это — область устойчивой работы подшипника, в которой вал с изменением режима устанавливается в строго определенное равновесное положение.

При некотором значении So (для больших l/d — при So = 0,5—2) кривые ξ претерпевают изгиб, переходя в почти горизонтальные участки. Значения ξ стремятся к единице, нагружаемость подшипника падает, стремясь к нулю при So = ∞. При колебаниях режима работы вал сохраняет положение, близкое к центральному, вследствие чего легко смещается по полукругу Гюмбеля, приобретая циклические колебания.

У подшипников с малыми l/d перегиб кривых наблюдается при более высоких значениях So (например, для подшипника с l/d = 0,5 — при So = 2—10), откуда следует, что такие подшипники устойчиво работают в более широком диапазоне режимов.

Для практических целей удобнее пользоваться характеристикой режима

Kharakteristiki rejima raboty 7

где η — динамическая вязкость, Па·с; n — частота вращения, с–1; k — удельная нагрузка, Па.

Так как

Kharakteristiki rejima raboty 8

то величины ηw/k и λ = ηn/k связаны соотношениями

Kharakteristiki rejima raboty 9

Параметры работы подшипника определяются численным значением фактора ηn/k независимо от входящих в него членов. Так, например, высокие значения характеристик режима могут быть достигнуты как увеличением вязкости масла η и частоты вращения n, так и уменьшением удельной нагрузки k. Эта закономерность хорошо подтверждается опытом.