Несущая способность подшипника скольжения

Несущая способность подшипника скольжения

Несущая способность подшипника скольжения.

С уменьшением параметра ηw/k вал опускается в подшипнике; толщина масляного слоя hmin в точке наибольшего сближения вала с подшипником уменьшается; вытекание масла, нагнетаемого в эту область насосным действием вала, затрудняется, в результате чего давление в масляном слое и жесткость слоя (отношение действующей силы к перемещениям вала) повышаются теоретически до бесконечности.

Идеально гладкий и абсолютно жесткий вал, отделенный от такого же подшипника масляным слоем, ни при каких условиях не может коснуться подшипника. Только отклонения вала и подшипника от правильной цилиндрической формы, вызванные неточностями обработки и упругой деформацией вала и подшипника под действием нагрузки, шероховатость поверхностей вала и подшипника, а также присутствие металлической пыли и других твердых частиц в масле ограничивают наибольшее сближение вала и подшипника, а, следовательно, и несущую способность его.

Отрицательное влияние шероховатости на несущую способность масляного слоя в первую очередь объясняется ее дренажным действием. Углубления s между микронеровностями (рис. 663, а) образуют сеть каналов, по которым масло растекается к торцам подшипника и в окружном направлении. Пока суммарное сечение каналов (приблизительно пропорциональное s) мало по сравнению с сечением масляного слоя h, утечка масла через каналы невелика и не сказывается на несущей способности масляною слоя. При уменьшении зазора (вид б) утечка через каналы возрастает, и давление в масляном слое перестает увеличиваться пропорционально нагрузке. С дальнейшим увеличением нагрузки выступы микронеровностей соприкасаются (вид в), и в подшипнике возникает полужидкостное трение.

Влияние шероховатости на несущую способность подшипника скольжения

Падение давления в масляном слое и ослабление его несущей способности тем больше, чем больше высота микронеровностей, т. е. чем больше шероховатость поверхностей вала и подшипника. Минимальная толщина масляного слоя должна быть больше средней суммы микронеровностей вала и подшипника.

Главное условие надежной работы подшипника — уменьшение критической величины промежутка между валом и подшипником, при котором наступает соприкосновение микронеровностей вала и подшипника.

Это достигается высокой точностью обработки поверхностей вала и подшипников, соблюдением строгой цилиндричности вала и подшипника, исключением перекосов и деформаций системы и тщательной очисткой масла. Малая шероховатость и правильная цилиндрическая форма поверхности не должны нарушаться при длительной эксплуатации; следовательно, вал и подшипник должны быть максимально износостойкими.

Предел нагружаемости зависит также от температуры масляного слоя.

Вязкость смазочных масел резко изменяется с температурой (рис. 664). Так, например, вязкость индустриального масла 45, равная при 20°С 0,35 Па·с, падает при 150°С до (2—3)·10–3 Па·с, т. е. более чем в 100 раз.

Вязкостно-температурные характеристики смазочных масел

При повышении температуры подшипника масло может разжижиться до такой степени, что создание устойчивого масляного слоя достаточной толщины станет невозможным.