Расчет гидродинамического радиального подшипника скольжения

(4.2)

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС

 

Тепловые условия работы подшипников скольжения определяют по тепловому балансу. Тепловой поток, возникающий в результате мощности трения в подшипнике передается в окружающую среду через корпус подшипника, а так же со смазочным материалом, выходящим из поднипника. На практике преобладает обычно один или другой вид диссипации.

При отсутствии циркуляции смазочного материала для охлаждения подшипника, условие теплового баланса устанавливается следующим образом

(5.1)

Где - мощность трения в подшипнике или генерируемое тепло, Вт;

- интенсивность теплового  потока при конвекции, Вт

Мощность трения , Вт в подшипнике или генерируемое тепло определяется по уравнению

(5.2)

Конвективный отвод тепла происходит из-за теплопроводности материала корпуса подшипника, излучения и конвективной теплоотдачи от поверхности корпуса в окружающую среду.

Интенсивность теплового потока , Вт через корпус подшипника при конвекции определяется по формуле

(5.3)

Где - коэффициент теплоотдачи, ;

Коэффициент теплоотдачи принимается равным

- при интенсивной вентиляции.

- температура окружающей  среды;

Площадь поверхности охлаждения , м2 часто бывает заранее неизвестна, поэтому можно воспользоваться аппроксимирующей формулой для конструкции подшипников на лапах

(5.4)

где - длина корпуса в осевом направлении, м;

- наружный диаметр корпуса  подшипника, м;

- Общая высота подшипника  на лапах.

         

Согласно условию (5.1) фактическая температура подшипника составит

(5.5)

Условие работоспособности подшипника

(5.6)

Если температура редуктора , вычисленная по формуле (5.6) оказывается выше максимально допустимой, то следует предусмотреть искусственное охлаждение редуктора. Искусственное охлаждение осуществляется следующим способам:

- обдув корпуса вентилятором, установленным на валу червяка. При этом коэффициент теплоотдачи составляет

(5.7)

Где - скорость воздушного потока.

         

Подставим значения в формулы (5.3) и (5.5):

         

          

Условие теплового баланса выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. КОНСТРУИРОВАНИЕ ВКЛАДЫША

 

Вкладыши применяются для того чтобы не выполнять корпуса опор из дорогих антифрикционных материалов, для возможности замены после износа. Вкладыши в неразъемных подшипниках изготовляют в виде втулок, а в обычных разъемных подшипниках - из двух половин. Вкладыши за срок службы изнашиваются на глубину, измеряемую как максимум, в десятых долях миллиметра. Однако выполнять вкладыши такой толщины нельзя по условию их прочности и по техническим возможностям. Поэтому вкладыши обычно выполняют биметаллическими; тонкий антифрикционный слой в них наплавлен на стальную, чугунную, а в ответственных подшипниках - на бронзовую основу. Мягкие антифрикционные материалы - баббиты и свинцовые бронзы применяют исключительно в виде покрытий. В мелкосерийном и единичном производстве наряду с биметаллическими вкладышами иногда применяют также более простые в изготовлении сплошные вкладыши из антифрикционных материалов средней и высокой прочности (из антифрикционных чугунов, текстолита, прессованной древесины).

Толщина литого вкладыша, устанавливаемого в корпус:

, мм

где - диаметр цапфы, мм.

Толщина заливки

, мм

Уменьшение толщины заливки баббитом резко повышает сопротивление усталости слоя.

Толщина полиамидного вкладыша:

, мм

Толщина пластмассового покрытия (0,015...0,02) . Принимаем 0,375мм.

В массовом производстве вкладыши штампуют из ленты, на которую нанесен антифрикционнй материал. Это приводит к значительному уменьшению расхода цветных металлов (в 3...10 раз), многократному сокращению трудоемкости (до 10 раз) и повышению качества подшипников. Переход на централизованное изготовление стандартизованных вкладышей из ленты является важнейшей технологической тенденцией развития производства подшипников скольжения. В некоторых западных странах имеется мощная промышленность подшипников скольжения, аналогичная промышленности подшипников качения. Антифрикционный слой наносится на ленту заливкой или спеканием порошков на ленте (бронзы) или совместной прокатной (алюминиевые сплавы). Толщина ленты составляет 1,5...2,5 мм с антифрикционным слоем толщиной (0,2...0,3) мм. Вкладыши устанавливают в корпуса с натягом и предохраняют от проворачивания установочными штифтами.

При условии заполнения смазочным материалом всего смазочного зазора и расчета элементов подачи смазочного материала, предусматривающего смазочные отверстия и круговые канавки, силу трения в смазочном слое определяют по формуле

(6.1)

Где - коэффициент потери мощности на трение в смазочном кармане;

- коэффициент потери  мощности на трение в смазочной  канавке;

- глубина смазочного  кармана, мм;

- глубина смазочной канавки, мм;

- число Рейнольдса в  смазочном кармане;

- число Рейнольдса в  смазочном кармане;

- ширина смазочного кармана, мм;

- ширина смазочной канавки, мм.

В соответствии с таблицей 7 [1] выбираем:

t = 5мм; bp = 15мм; hp = 1,5мм; hG = 1,5мм; bG = 6мм.

Подставляя данные в ранее приведенные формулы получим:

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения курсового проекта были усвоены и применены на практике методики расчета и проектирования узлов трения; выполнены расчеты и спроектирована конструкция гидродинамического подшипника скольжения, а также его составного элемента – вкладыша. Избрана разборная конструкция подшипника. Для поддержания оптимальных тепловых условий работы подшипника скольжения следует предусмотреть искусственное охлаждение редуктора, при помощи обдува корпуса вентилятором, установленного на валу червяка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Задания и методические указания для выполнения курсового проекта по дисциплине «Триботехника в автотранспортном комплексе»
2. ГОСТ ИСО 7902-1 – 2001
3. ГОСТ ИСО 7902-2 – 2001
4. Анурьев В.И., Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т.2. – 8-е изд., перераб. и доп. Под ред.  И.Н. Хестковой. – М.: Машиностроение, 2001. – 912 с.: ил.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение