Виды нагружения подшипников скольжения

Виды нагружения подшипников скольжения

Виды нагружения подшипников скольжения

Приведенные в предыдущих разделах формулы, основанные на предположении постоянной нагрузки и постоянной частоты вращения, применимы, когда:

1) вал, нагруженный постоянной силой, вращается, подшипник неподвижен; зона давления не меняет своего положения относительно подшипника (рис. 681, а);

2) вал неподвижен, подшипник, нагруженный постоянной силой, вращается; зона давления перемещается относительно вала с угловой скоростью, равной угловой скорости подшипника, но не меняет своего положения относительно подшипника (вид б);

3) вал, нагруженный постоянной центробежной силой, вращается, подшипник неподвижен; зона давления перемещается относительно подшипника с угловой скоростью, равной угловой скорости вала, но не меняет своего положения относительно вала (вид в);

4) вал неподвижен, подшипник, нагруженный постоянной центробежной силой, вращается; зона давления перемещается относительно вала с угловой скоростью, равной угловой скорости подшипника, но не меняет своего положения относительно подшипника (вид г).

Виды нагружения подшипников скольжения

Если вал, подшипник и вектор нагрузки вращаются каждый со своей скоростью, то расчет ведут по приведенной скорости

Vidy nagrujenija 2

где wв, wп, wн — угловые скорости соответственно вала, подшипника и вектора нагрузки.

При нагрузке, переменной по направлению и значению (нестационарный режим нагружения), расчет усложняется. Приближенно такие подшипники рассчитывают исходя из средней нагрузки и средней частоты вращения вектора нагрузки за цикл нагружения.

С появлением электронно-вычислительной техники стал возможен точный расчет с помощью метода итерации.

Исходным материалом для расчета служит диаграмма нагрузки за цикл нагружения. Для начальной точки цикла задаются некоторым вероятным положением вала в подшипнике и, зная величину и направление нагрузки, а также приведенную частоту вращения, определяют величину и направление гидродинамической силы.

Сравнивая полученные значения с величиной и направлением внешней силы, находят вероятное направление перемещения центра вала. Повторяя вычисления для ряда последовательных положений вала через малые интервалы (например, через 5°), получают приблизительную траекторию движения центра вала, которая служит исходным материалом для следующей серии вычислений. После достаточно большого числа вычислений результаты их начинают повторяться, а последовательно определенные траектории совпадают.

Зная траекторию движения вала, находят минимальную толщину масляного слоя hmin, сравнивают с критической толщиной масляного слоя hкр и определяют коэффициент надежности ϰ.

Если полученные значения hmin и ϰ недостаточны, то задаются другими значениями d, l/d, ψ и η, руководствуясь закономерностями влияния этих параметров на несущую способность, и повторяют расчет до получения удовлетворительного результата.

Особый случай (рис. 681, д) представляет нагружение пульсирующей или знакопеременной нагрузкой вала (или подшипника), вращающегося с небольшой скоростью, совершающего колебательное движение, или неподвижного. Несущая сила масляного слоя в данном случае создается вследствие периодического вытеснения масла из областей максимального сближения вала и подшипника. Она пропорциональна вязкости масла, кубу диаметра подшипника и обратно пропорциональна квадрату относительного зазора.

Перемещение вала в подшипнике за время Δτ зависит от импульса силы РΔτ. При заданной закономерности изменения нагрузки во времени можно подобрать геометрические параметры подшипника и вязкость масла, обеспечивающие в конце каждого цикла нарастания нагрузки достаточную толщину масляного слоя в точке наибольшего сближения вала и подшипника и сохранение жидкостной смазки, несмотря на слабый насосный эффект вала или полное его отсутствие (при неподвижном вале).

Повышение несущей способности подшипника в результате периодического сближения вала и подшипника под действием переменной нагрузки наблюдается и при нестационарном нагружении, хотя и не учитывается расчетом.