пластичних мастил перед оліями - можливість створення значно більшого резерву мастила в підшипнику. Здатність пластичних мастил утримуватися у внутрішній порожнині обертового підшипника визначається особливостями їх реологічних властивостей і насамперед наявністю межі міцності на зрушення.
Ефективна в'язкість мастила впливає лише на кінетику процесу її викиду з підшипника: чим вище в'язкість, тим повільніше мастило «сповзає» з обертових деталей.
Питання про кількість резервної пластичного мастила, тобто про тій її частині, яка може бути витрачена в процесі роботи підшипника, був висунутий і досліджений [8]. Розглянемо поведінку пластичного мастила в кільцевій зазорі між обертовим ротором і статором.
Цей випадок в першому наближенні моделює підшипник. Якщо використовуваний мастильний матеріал володіє межею міцності на зрушення, він не випливає з кільцевого зазору між статором і ротором через отвори 5. При обертанні ротора (або внутрішнього кільця підшипника) в рух втягується лише частина мастила. Потік мастила має місце тільки в кільцевому шарі, що прилягає до ротора. Товщина шару рухомий змащення? визначається з рівняння:
?=р rn з D/(30 та ін), (2)
де з D - в'язкість мастила при градієнті швидкості зсуву D; та ін - межа міцності на зрушення; n - частота обертання ротора; r - радіус ротора.
З рівняння видно, що кількість мастила, вовлекаемой в потік (саме ця частина мастила утворює її резерв в підшипнику), прямо пропорційно відношенню в'язкості мастила до межі міцності, частоті обертання ротора і величиною його радіуса.
У мастила, що знаходиться в потоці, цілісність структурного каркаса порушена, зважаючи на це вона не має властивості твердого тіла (але ці властивості миттєво відновлюються при зупинці ротора і припинення взаємного переміщення уламків структурного каркаса мастила).
Дослідження розподілу мастила і її резерву показали, що резерв мастила в підшипнику утворюється тільки за рахунок тієї її частини, яка залучена в потік, тобто знаходиться в зрідженому стані. У представленому спрощеному варіанті це - мастило, що знаходиться в шарі товщиною?.
Слід мати на увазі, що бажання створити можливість більший резерв мастила в підшипнику, обмежена. Звернемося знову до малюнка 3. Тут нерухома мастило подібно до того, як це має місце в реальному підшипнику, виконує герметизуючі функції. Шар нерухомою мастила, закриваючи отвори 5 в зовнішньому кільці, перешкоджає витіканню резервної (рухомого) мастила. Мастило не може виконувати свої функції з герметизації тоді, коли вона у всьому просторі між ротором і статором виявиться в стані деформації зсуву, тобто коли мастило в шарі, що прилягає до отворів 5, перейде з твердого стану в рідкий. Як тільки це станеться, вона стане витікати через отвори в статорі. Загубляться переваги пластичного мастила перед маслами в здатності створювати великий резерв.
У підшипнику кочення зважаючи на складність конфігурації і потоків в ньому мастила, картина набагато складніша. Більш повно процеси течії в ньому мастила моделює сукупність роторів і статорів, подібних зображеному на малюнку 3, що розрізняються радіусами ротора. У такій системі розгерметизація отворів 5 статорів, витікання і відрив мастила від роторів НЕ БУДУТЬ одночасним. У міру підвищення частоти обертань роторів такі явища спочатку виникнуть в елементі з максимальним радіусом ротора, а потім будуть послідовно охоплювати нові і нові елементи відповідно до зменшенням радіусу їх ротора.
- зовнішнє кільце (статор); 2 - ротор; 3 - рухлива смазка; 4 - нерухома смазка; 5 - отвір в зовнішньому кільці; R - радіус статора; r - радіус ротора; ?- Товщина шару рухомий мастила
Малюнок 3 - Схема розташування мастила в кільцевому зазорі між обертовим ротором і статором
У підшипнику кочення не вся мастило втягується в потік одночасно, її зрідження відбувається поступово у міру зростання частоти обертання. «Розгерметизація» різних обсягів резервної мастила і виключення їх із загального потоку наростає поступово, у міру підвищення частоти обертання підшипника.
Для експериментального кількісного дослідження резерву мастила в підшипнику запропонований стенд PCI, принципова схема якого наведена на малюнку 4.
Внутрішнє кільце шарикопідшипника 4 закріплено на валу 3, що наводиться в обертання від електродвигуна 1. Зовнішнє кільце підшипника, навантажене силою Р, рівний 5 кг, утримується від обертання. Стенд забезпечений електропіччю 5 для нагріву підшипника, пристрій 6 для відбору резервної мастила і системою, що забезпечує обертання...
