Мінімальна товщина - масляний шар - технічний словник тому i
Мінімальні товщини масляного шару в підшипниках вітчизняних автотракторних двигунів, що становлять 15% середнього зазору в новому двигуні, також наведені в табл. 18 і складають в основному від 5 до 15 мкм.
Вплив шорсткості на несучу здатність підшипника. | Вязкостно-температурні характеристики. Мінімальна товщина масляного шару повинна бути більше середньої суми микронеровностей вала і підшипника.
При мінімальній товщині масляного шару 0 1 мкм можливе створення гідродинамічних тисків в кілька десятків кілограмів на 1 см2, що ілюструють криві тиску (рис. 165), отримані для похибки у вигляді овалу шийки шпинделя. У таких шпинделях слід штучно створювати похибка, що отримується при тригранної формі шийки, що гарантує утворення трьох взаємно врівноважуються масляних клинів.
Внаслідок цього мінімальна товщина масляного шару стає менше, ніж в разі незмінного вагового балансу потоку мастила, і несуча здатність шару зменшується. Процес переходу від мінімальної товщини шару, що відповідає сталому режиму рідинного тертя (до вимкнення подачі мастила), до критичної товщині масляного шару, що відповідає напіврідинних тертю, як це видно з рис. 4, а, б і в і 5, а, б, і в, відбувається не миттєво, а поступово, у міру зменшення кількості мастильної рідини в зазорі підшипника.
Можливі похибки при запресовуванні підшипників-втулок. Якщо ж необхідна мінімальна товщина масляного шару буде витримана в найбільш несприятливих точках, то в інших зонах контакту товщина шару масла буде більше і несуча здатність підшипника скоротиться, він буде працювати ненормально і швидше зноситься. Тому після складання слід ретельно перевірити стан робочої поверхні і форму запресованої втулки, не допускаючи зазначених дефектів, а також подряпин, тріщин, відшаровування антифрикционного шару і інших похибок.
Розрахунки показують, що мінімальна товщина масляного шару в корінних підшипниках ГМК МК8 / (25 - 43) - 56 на номінальному режимі складає 3 - 5 мкм. Експлуатація зазначених ГМК на КС підтверджує цей висновок.
Крім перевірки режиму роботи і мінімальної товщини масляного шару підшипника необхідно забезпечити умови, при яких його температура не могла б перевищити певної норми.
Розраховані за формулою (3) мінімальні товщини масляного шару в підшипниках колінчастого вала автомобільних і тракторних двигунів становлять в основному 5 - 10 мкм.
Вплив розміру абразивних частинок на інтенсивність зношування циліндрів і поршневих кілець. Розраховані за формулою (3) мінімальні товщини масляного шару в підшипниках колінчастого вала автомобільних і тракторних двигунів становлять в основному 5 - 10 мкм.
Знаючи траєкторію руху вала, знаходять мінімальну товщину масляного шару hm n, порівнюють з критичної товщиною масляного шару Лкрі визначають коефіцієнт надійності - А.
Підшипник ковзання повинен бути перевірений на мінімальну товщину масляного шару Атщ згідно гідродинамічної теорії мастила.
Для забезпечення режиму рідинного тертя необхідно, щоб мінімальна товщина масляного шару hmm перевищувала не менше ніж на 10% критичну товщину / 1КР, при якій можливий режим напівсухого тертя.
Критичною характеристикою режиму називають значення А, при якому мінімальна товщина масляного шару зменшується настільки, що настає зіткнення микронеровностей вала і підшипника.
Критичною характеристикою режиму називають значення А, при якому мінімальна товщина масляного шару зменшується настільки, що настає зіткнення микронеровностей вала і підшипника і коефіцієнт тертя різко зростає.
У гідродинамічних опорах, крім цього, розрахунком визначають мінімальну товщину масляного шару, що залежить від кутової швидкості обертання валу, в'язкості масла і питомої тиску на опору, і необхідну величину зазору між цапфою і вкладишем. У гідростатичних опорах задаються числом капілярних отворів і, виходячи з навантаження на опору, визначають необхідний тиск q мастила, величину зазору між цапфою і підшипником і витрата мастила, за яким підбирають насос.
Розрахунок підшипників ковзання шпинделів на рідинне тертя полягає у визначенні мінімальної товщини масляного шару / imin для даних умов роботи підшипника.
Значення коефіцієнта навантаженості Ф. Розрахунок підшипників ковзання шпинделів на рідинне тертя полягає у визначенні мінімальної товщини масляного шару Н для даних умов роботи підшипника. На поверхні шийки шпинделя і підшипника є мікронерівності, максимальне значення яких 61шах і бгшш [визначає можливість розриву масляної плівки.
Схема розміщення шипа і закритою канавки в підшипнику. Поверхні вала і вкладиша підшипника в місці найбільшого зближення їх поділяються мінімальною товщиною масляного шару / zmin. Величина h m n визначається діаметральним зазором, конструкцією підшипника, режимом роботи його і в'язкістю масла.
Підбір мастил ведуть на підставі теорії гідродинаміки мастила в залежності від мінімальної товщини масляного шару. Розрахунок механізмів мастила-насосів, фільтрів-проводиться відповідно до роботи тертя, що витрачається в підшипниках і інших механізмах руху.
На підставі експериментальних даних ряду дослідників можна вважати, що для робочих рідин гідросистем мінімальна товщина масляного шару, при якій забезпечується рідинне тертя в ковзної парі торцевого ущільнення, становить 0 75 - 1 мк. У загальному випадку ця товщина повинна бути сумірною з Максимальної висотою мікронерівностей для прийнятого класу чистоти обробки поверхонь ущільнити-них кілець.
Беручи її наближено за середню температуру масла в навантаженої зоні, отримаємо, що мінімальна товщина масляного шару, якщо врахувати зміну в'язкості масла зі збільшенням тиску, дорівнює 3 2 мк. Порівняння цих величин дозволяє зробити висновок, що робота підшипника відбувалася при рідинному терті.
При збільшенні діаметра кривошипних шийок вала зменшується питомий тиск, зростає характеристика режиму підшипника, підвищується мінімальна товщина масляного шару, а також надійність роботи підшипника. Одночасно зменшуються напруги і деформації вала.
Перевірочний розрахунок (задані геометричні параметри підшипника, навантаження, частота обертання) зводиться до визначення мінімальної товщини масляного шару, коефіцієнта тертя і коефіцієнта надійності підшипника.
Перевірочний розрахунок (задані геометричні параметри підшипника, навантаження, швидкість обертання) зводиться до визначення мінімальної товщини масляного шару, коефіцієнта тертя і коефіцієнта надійності підшипника.
Перевірочний розрахунок (задані геометричні параметри підшипника, навантаження, частота обертання) зводиться до визначення мінімальної товщини масляного шару, коефіцієнта тертя і коефіцієнта надійності підшипника.
Таким чином, на величину / г, виявляються протилежні впливу і при деякому значенні зазору б мінімальна товщина масляного шару Л2 буде найбільш сприятливою.
Якщо, наприклад, зростає питома навантаження, то характеристика режиму падає, а з нею зменшується і мінімальна товщина масляного шару; підшипник наближається до режиму напіврідинного тертя. Однак зі зниженням Я одночасно падає коефіцієнт тертя (див, рис. 375) і знижується тепловиділення. В результаті підвищується в'язкість масла, чому колишнє значення характеристики режиму повністю або частково відновлюється і підшипник переходить в стан стійкої рівноваги.
В основі всіх закономірностей гідродинамічної теорії мастила і розрахункових формул для визначення несучої здатності, коефіцієнтів тертя, мінімальної товщини масляного шару, температурного режиму та інших параметрів лежить гіпотеза про усталеному русі.
Причина різкого зростання коефіцієнта ц, після зменшення до певного значення, полягає в тому, що при зменшенні X, мінімальна товщина масляного шару може настільки зменшитися, що нерівності обох поверхонь будуть стикатися.
Після шліфування, крім допустимої овальними і конусності (величину яких потрібно і можна зменшити), шийки валів мають гранований, хвилястість, корсетні, величина яких більше мінімальної товщини масляного шару. Ці дефекти сприяють металевому контактування, підвищення питомої тиску і руйнування заливки вкладишів. Тому для виправлення геометрії шийок колінчастих валів після шліфування їх на верстаті необхідно суперфінішірованіе шийок. Така обробка дозволяє виправляти похибки геометричної форми шийок валів після шліфування, при цьому точність розмірів можна витримати в частках мікрона в поздовжньому і в поперечних перетинах і отримувати необхідну шорсткість поверхні як з точки зору висоти мікронерівностей, так і напрямки штрихів, що дуже важливо для збільшення терміну служби вкладишів.
Експериментальних даних про вплив безпосередньо розміру абразивних частинок на знос пари, що треться шийка - підшипник колінчастого вала немає, тому небезпечні розміри частинок для цієї пари визначають побічно за мінімальним зазору (мінімальної товщині масляного шару) в підшипниках працюючого двигуна.
Геометричні параметри розрахунку (рис. 17.9, а, б): d - діаметр цапфи; D - діаметр вкладиша підшипника; Лщ і R, - висоти нерівностей профілю по десяти точках поверхонь цапфи і вкладиша підшипника; / - довжина цапфи і вкладиша підшипника; S D - d - діаметральний зазор; 5 S / 2 - радіальний зазор; / S / d 8/0 5 - відносний зазор; е - ексцентриситет цапфи; % Е / Ь - відносний ексцентриситет цапфи; ftmin 5 - е - мінімальна товщина масляного шару.
Підшипники з різними відносинами l / d. Несуча здатність підшипників з малим відношенням lid знижена внаслідок полегшеного витікання масла з торців. У разі рівного розподілу До мінімальна товщина масляного шару у таких підшипників менше, ніж у підшипників з високим lid; для створення масляного шару достатньої товщини необхідні більш високі значення Я і менші зазори.
Несуча здатність підшипників з малим відношенням l / d знижена внаслідок полегшеного витікання масла з торців. У разі рівного розподілу А, мінімальна товщина масляного шару у таких підшипників менше, ніж у підшипників з високим відношенням l / d; для створення масляного шару достатньої товщини необхідні більш високі значення А, і менші зазори.
Загальноприйнято вважати, що знаходяться в підвішеному стані в який працював маслі тверді вуглецеві речовини є шкідливими домішками [8] і викликають знос поверхонь тертя. Відповідно до цього мінімальну товщину масляного шару рекомендується підбирати з таким розрахунком, щоб вона була більше максимального розміру присутніх в маслі твердих частинок. На підтвердження шкідливості присутності в працюючих маслах твердих вуглецевих частинок наводяться досліди Мак-Кі [9], який виміряв коефіцієнти тертя бабітові підшипника при мастилі чистим маслом і маслом, забрудненим домішкою діатомової землі (1% за вагою), що складається з частинок кремнезему розміром 0 0010 - 0 0025 мм.
При збільшенні цього параметра збільшується мінімальна товщина масляного шару і зростає тепловиділення від тертя. Таким чином, з одного боку, як би підвищується надійність роботи подушки (збільшується мінімальна товщина масляного шару), а з іншого, внаслідок зниження в'язкості масляного шару від підвищення тепловиділення мінімальна товщина масляного шару знижується і, отже, зменшується надійність роботи подушок. Ця обставина змушує звертати особливу увагу на виконання теплового розрахунку подушки.
При зменшенні максимумів тисків масла нагрів підшипника швидко прогресує внаслідок збільшення відносного ексцентриситету і переходу від рідинного до напіврідинних тертю. Таким чином, встановлюється, на даному режимі роботи підшипника мінімальна товщина масляного шару залежить від вагового балансу мастильної рідини, що протікає через зазор підшипника за час циклу зміни вектора зовнішньої навантаження.
На рис. 2 приведені графіки залежності з від b і р За цими графіками можна визначити оптимальні значення конструктивних факторів. З графіків випливає, що навантаженість у раторних подушок (мінімальна товщина масляного шару Л0) при однакових значеннях на-грузочно-експлуатаційного параметра в значній мірі залежить від геометричного параметра і від форми тангенціальних перетинів масляного шару.
При Х0 і, отже, 0 поверхні цапфи і вкладиша стикаються. Із зростанням п-числа оборотів в хвилину цапфа спливає, і при ХХкр мінімальна товщина масляного шару Амін (Амін) кр дц дв; нарешті при п зі і з з, коли АМІН 8 центр цапфи збігається з центром підшипника.
Використовуючи дані двигуна, було визначено число Зом-Мерфельд для випробуваного підшипника. Потім, користуючись графіком залежності відносної товщини масляного шару від числа Зоммерфельда, була знайдена відносна мінімальна товщина масляного шару.
В процесі експлуатації порушується початкове якість поверхні деталей, що сполучаються (шліфованої поверхні циліндра компресора, шийок колінчастого вала, прішабренних поверхонь підшипників), головним чином, в результаті абразії. Освіта рисок, шорсткостей, вм'ятин викликає розрив масляної плівки (так як сума микронеровностей стає більше мінімальної товщини масляного шару: 1гв hn hXUH) і служить причиною підвищеного зносу деталей. Експериментальними дослідженнями встановлено, що знос деталей, що труться зростає пропорційно шорсткості. При сучасній тенденції виготовлення компресорів з високонавантажених сполучаються деталями і мінімально допустимими зазорами значно зростають вимоги до точності і чистоти обробки поверхонь, що труться, що підвищує їх зносостійкість.
В процесі експлуатації порушується початкове якість поверхні деталей, що сполучаються (шліфованої поверхні циліндра компресора, шийок колінчастого вала, прішабренних поверхонь підшипників), головним чином, в результаті абразії. Освіта рисок, шорсткостей, вм'ятин викликає розрив масляної плівки (так як сума микронеровностей стає більше мінімальної товщини масляного шару: / г hn hMUH) і служить причиною підвищеного зносу деталей. Експериментальними дослідженнями встановлено, що знос деталей, що труться зростає пропорційно шорсткості. При сучасній тенденції виготовлення компресорів з високонавантажених сполучаються деталями і мінімально допустимими зазорами значно зростають вимоги до точності і чистоти обробки поверхонь, що труться, що підвищує їх зносостійкість.
В процесі експлуатації порушується початкове якість поверхні деталей, що сполучаються (шліфованої поверхні циліндра компресора, шийок колінчастого вала, прішабренних поверхонь підшипників), головним чином, в результаті абразії. Освіта рисок, шорсткостей, вм'ятин викликає розрив масляної плівки (так як сума микронеровностей стає більше мінімальної товщини масляного шару: / ie - - hn hMUH) і служить причиною підвищеного зносу деталей. Експериментальними дослідженнями встановлено, що знос деталей, що труться зростає пропорційно шорсткості. При сучасній тенденції виготовлення компресорів з високонавантажених сполучаються деталями і мінімально допустимими зазорами значно зростають вимоги до точності і чистоти обробки поверхонь, що труться, що підвищує їх зносостійкість.
З рівняння (144) визначають підвищення температури масла Д в підшипнику і по формулі (140) - середню температуру масляного шару, після чого по в'язкісно-температурною кривою знаходять значення робочої в'язкості масла г і обчислюють характеристику режиму К. Далі розрахунок ведуть за описаною методикою, визначаючи ty з рівняння (121) або за графіком рис. 365 і підбираючи найближчу стандартну посадку. Потім обчислюють мінімальну товщину масляного шару по формулі (115), знаходять за графіками рис. 370 або 371 величину ККР і визначають коефіцієнт надійності х АЛкр.