Материал: Гидродинамический расчет подшипника скольжения

.17 Определение температуры масла на входе и выходе в подшипник

Температуру масла в нижнем резервуаре принимаем равной температуре масла на входе в клиновой зазор между цапфой и вкладышем, обозначим эту температуру , а температуру на выходе из нагруженной зоны обозначим . Средняя температура смазочного слоя:

Разность температур на выходе и входе масла в подшипник определим по следующей формуле:

 (18)

Определим температуру масла на входе и выходе в подшипник и в резервуар:

на входе:

 (19)

27,81

35,36

41,65

47,03

52,85

на выходе:

 (20)

.18 Определение требуемой поверхности охлаждения масляного резервуара

Требуемую поверхность охлаждения масляного резервуара определим по следующей формуле:

; (21)

где:  - коэффициент теплопередачи, ;

;

;

;

;

;

Результаты расчетов сведем в таблицу 1.

Таблица 1 - Расчет подшипника без принудительной смазки

Для подшипника по рисунку 3 можно получить , если предусмотреть ребристую поверхность корпуса подшипника в зоне масляного резервуара. Можно усилить теплоотвод обдувом, для поддержания определенной постоянной температуры масляной ванны можно применить охлаждение масла змеевиком с циркулирующей водой.

При имеем:

средняя температура масла ;

температура на входе в подшипник и в резервуаре 52,85;

температура на выходе ;

относительный эксцентрицитет 0,76;

минимальная толщина смазочного слоя 23 мк; 1,3;

мощность, затрачиваемая на преодоление трения в одном подшипнике

.18 Гидродинамический расчет подшипника при различных скоростях

Для определения влияния скорости на параметры подшипника произведем расчет в соответствии с п.2.1-2.17 при различных скоростях:

Рассчитаем угловую скорость вала по формуле (4):

А окружная скорость цапфы определим по формуле (5):

Результаты дальнейших расчетов сведем в таблицу 2.

Таблица 2 - Расчет подшипника без принудительной смазки при

Исходя из полученных результатов, строим графики зависимости  и  от скорости

Рисунок 7 - График зависимости.

Зависимость минимальной толщины смазочного слоя от скорости отражается возрастающей кривой. Это связано с тем, что с увеличением скорости объем жидкости подаваемый в сужающийся зазор возрастает, в слое жидкости создается большее давление, вал всплывает на большую высоту, а значит и толщина смазочного слоя растет.

Рисунок 8 - График зависимости.

(1- расчетная кривая; 2- кривая, учитывающая влияние динамической вязкости).

Известно, что режимы трения в подшипниках скольжения определяются вязкостью смазывающей жидкости , скоростью относительного перемещения (скоростью скольжения) трущихся поверхностей  и давлением (удельной нагрузкой) Р, а точнее комплексным параметром , называемым характеристикой режима трения подшипника.

Наглядное представление об условиях перехода одного режима трения в другой дает диаграмма Герси-Штрибека, представляющая собой зависимость коэффициента трения f от безразмерного параметра  (числа Гумбеля). Приведем ее ниже:

Рисунок 9- Диаграмма Герси-Штрибека.

Зависимость коэффициента трения от  отражается возрастающей кривой, которая соответствует третьему участку диаграммы Герси-Штрибека (жидкостному трению).

При начальных значениях  трущиеся тела полностью разделены смазочным слоем, который полностью исключает их контакт, поэтому коэффициент трения принимает малые значения.

В этом случае сопротивление движению оказывают внутренние силы жидкости. Повышение вызывает рост f. Это связано с ростом температуры смазочного слоя и увеличением тепловыделения, т.к работа затрачиваемая на преодоление сопротивления вязкой жидкости, переходит в тепловую энергию. Кроме того это вызывает снижение динамической вязкости, при этом смазочный слой становится тоньше, уменьшается число плоскостей сдвига и, как следствие растет коэффициент трения.