Зміст
1. Завдання
2. Розрахунок підшипника вручну
3. Розрахунок підшипника в APM WinMachine
4. Висновки по результатами розрахунку
Завдання:
Потрібен виконати розрахунок радіального підшипника ковзання турбіни, що працює в режимі рідинного тертя (малюнок 1), за наступними даними:
В· радіальна сила Fr = 145 кН,
В· p> В· частота обертання вала n = 1080 об/хв,
В· діаметр шийки вала d = 350 мм,
В· довжина вкладиша b = 350 мм,
В· кут охоплення О± = 180 В°,
В· чистота обробки контактної поверхні шийки валу Ra1 = 1 мкм і вкладиша Ra2 = 1 мкм,
В· неціліндрічность вала Нц1 = 0,025 мм і отвори Нц2 = 0,03 мм,
В· мастильний матеріал ОМТИ,
В· температура масла в гідросистемі t0 = 50С В°,
В· тиск масла в гідросистемі pe = 0,18 МПа.
В· масло подається в ненавантажену частина підшипника.
2 Розрахунок підшипника вручну
В
Умови роботи підшипника ковзання в істотній мірі залежать від якості обробки поверхонь, що труться. Шорсткість поверхні характеризується параметрами Ra і Rz. Тут Ra - середнє арифметичне відхилення профілю в межах базової довжини, Rz - висота мікронерівностей профілю за десяти точках в межах базової довжини. p> Можна вважати, що Rz 4Ra, тому маємо
Rz1 = 4 мкм, Rz2 = 4 мкм.
Кутова швидкість обертання вала
з-1.
Окружна швидкість обертання вала
м/с.
Відносний зазор (де Оґ - абсолютний зазор) обчислюємо за рекомендованої залежності
.
Визначаємо абсолютний радіальний зазор
мм.
Усі наступні обчислення необхідно проводити, грунтуючись на відомій температурі масла в підшипнику, так як ця температура визначає в'язкість масла і, отже, здатність навантаження підшипника.
На першому етапі обчислень температура масла в підшипнику НЕ відома (але завжди вище, ніж в гідросистемі). Доводиться здавати її початкове наближення з наступним уточненням фактичної температури масляного шару. Те Тобто, завдання розрахунку підшипника ковзання є ітераційної завданням.
При першій ітерації температуру масла приймаємо рівною С. Для сорту масла ОМТИ при зазначеній температурі за графіками, наведеними на рисунках А.1 - А.3 в Додатку
В§ динамічну в'язкість,
В§ щільність кг/м3,
В§ теплоємність з = 1800.
Коефіцієнт навантаженості підшипника визначаємо за формулою
В
Використовуючи таблицю А.1, для заданого кута охоплення О± = 180 В° за отриманим значенням і відношенню b/d = 1 шляхом лінійної інтерполяції знаходимо величину відносного ексцентриситету. br/>В
Мінімальну товщину масляного шару в підшипнику (малюнок 2) визначаємо [1] за формулою
мм.
Умова, при якому відсутній безпосередній контакт рухомих поверхонь, має вигляд
hmjn> hmin0,
де hmin0 - мінімально допустимий (критичний) зазор, при якому в підшипнику зберігається режим рідинного тертя. Ця величина обчислюється за формулою
В
При обчисленні hmin0 значення прогину осі валу на ширині підшипн-каs приймалося рівним нулю, тому що в даному випадку навантаження на вал і схема його спирання невідомі. У разі, коли ці параметри відомі, величину прогину можна визначити, виконавши автоматизований розрахунок валу.
З отриманих результатів видно, що в нашому випадку рідинної режим тертя в підшипнику забезпечується,
hmjn = 0,0906 мм> hmin0 = 0,0355 мм.
Переходимо до визначення коефіцієнта тертя в підшипнику. Він обчислюється за формулою
.
Потужність, що виділяється в підшипнику за рахунок тертя
кВт.
Момент сил тертя
.
Коефіцієнт опору обертанню
.
Виконаємо розрахунок витрати масла в підшипнику. Коефіцієнт окружного витрати масла в підшипнику
.
Коефіцієнт торцевого витрати масла в зоні навантаження при О± = 180 Вє визначаємо по таблиці з використанням лінійної інтерполяції в Залежно від відносного ексцентриситету Оµ і відносини b/d; в розглянутому випадку він дорівнює q1 = 0,14444
Коефіцієнт торцевого витрати в ненавантаженої зоні не визначається. У нашому випадку q2 = 0, т. к. підвід масла здійснюється в ненавантаженої частини підшипника. p> - коефіцієнт, що визначається за таблицею в залежності
від О± і Оµ. = 0,3795
Прирощення температури в змащувальному шарі
.
Температура масла при вході в мастильний шар
.
Середня температура масла в зазорі
.
Розглянута ітерація проводилася у припущенні, що температура масла дорівнює t '= 55 В° С, а отримана в результаті обчислень середня температура масла відрізняється від прийнятої спочатку, тому необхідно провести другу ітерацію. В якості вихідної температури масла вибираємо t "= t'm = 60 В° С...
