зор в подшипнике, и принята следующая классификация:
а. дефекты формы, не имеющие направления -
цилиндр с увеличенным зазором,
конусность,
корсетность,
бочкообразность.
б, дефекты формы, имеющие направление -
перекос шейки,
эксцентриситет,
эллипсность,
граненость.
5.1.1 На рис. 5.1.1 приведена классификация и расчетные форму-
лы для приведенных выше дефектов.
5.2 НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ при наличии ДЕФЕКТА
5.2.1 На рис. 5.2.1 приведены зависимости изменения несущей
способности при корсетном или бочкообразном искажении формы.
Величина дефекта 5 микрон. Дано сравнение с правильным ци-
линдрическим подшипником. Из графиков видно, как происходит
потеря несущей способности.
На рис. 5.2.2 - 5.2.5 показано влияние дефектов: эксцен-
триситета, эллипсности и гранености( три грани).
5.2.2 На рис. 5.2.2 даны несущие способности этих трех типов
дефектов в направлении смещения при отсутствии дефекта -
верхние кривые и в направлении максимального дефекта - ниж-
ние кривые. Как видно из графиков существует сущестенное
различие несущих способностей в зависимости от направления
смещения.
5.2.3 На рис. 5.2.3 приведены наибольшие несущие способности
для всех трех случаев и дано сравнение с бездефектным ци-
линдрическим подшипником ( верхняя кривая). Как видно из
графиков к наибольшей потери несущей способности приводит
граненость.
5.2.4 На рис. 5.2.4 приведены минимальные несущие способности
для тех же случаев и сравнение с цилиндрическим подшипником.
На этом режиме несущая способность в районе критических за-
зоров в 5 - 6 раз меньше, чем у бездефектного подшипника и
почти не зависит от формы дефекта.
5.2.5 На рис. 5.2.5 приведены графики изменения гидродинами-
ческого давления подшипника с указанными дефектами без
смещения. Для цилиндрического подшипника на этом режиме гид-
родинамическое давление не возникает. Для дефектных подшип-
ников возникают волны давления в соответствии с количеством
волн дефекта.
- 22 -
5.3 НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ при наличии ПЕРЕКОСА
На рис. 5.3.1-5.3.5 показано влияние направления переко-
са втулки относительно шейки подшипника. Величина перекоса
во всех случаях 1 микрон. На графиках кроме обычных зависи-
мостей изменения несущей способности, также приведены зави-
симости измененения момента, восстанавливающего параллель-
ность осей, естественно, если конструкция позволяет.
5.3.1 На рис. 5.3.1 даны вышеописанные зависимости при наклоне
осей перпендикулярно смещению. Как видно из графика, в этом
случае восстанавливающий момент не возникает.
5.3.2 На рис. 5.3.2 и 5.3.3 приведены аналогичные графики при
5.3.3 наклоне по направлению смещения и а противоположном направ-
лении. Из графиков видно, что изменение направления смещения
не меняет характера изменения несущей способности, но меняет
на противоположное направление действия восстанавливающего
момента. Кроме того важен характер протекания этого момента.
С уменьшение минимального зазора момент растет, но при нару-
шении гидродинамики в точке критического зазора момент исче-
зает, а затем появляется с потивоположным знаком. Это проис-
ходит потому, что потеря несущей способности происходит
только в тех точках, которые сблизились на величину крити-
ческого зазора.
Восстанавливающий момент должен уравновешиваться. В слу-
чае шатунного подшипника такая уравновешивающая сила возни-
кает на поршневом конце шатуна и передается на зеркало
цилиндра. Таким образом в двигателе появлется сила трения в
плоскости перпендикулярной плоскости качания шатуна. Величи-
на этой силы может быть вычислена.
5.3.4 Наибольее наглядную иллюстрцию возникновения восстанав-
ливающего момента дают графики на рис. 5.3.4. При перекосе
подшипника и при отсутствии смещения в средней плоскости
подшипника, по краям возникают смещения с разных сторон в
разные стороны. Графики рисунка показывают, как уменьшаются
максимальные давления от края к середине. Этот процесс сим-
метричен для противоположных сторон. Середина симметрична
относительно середины окружности шейки ( кривая 5). Данный
график построен из предположения отсутствия отверстия для
подачи масла, поэтому получается прекрасная симметрия.
5.3.5 В реальном случае, с учетом подачи масла картина сущест-
венно изменяется. На рис. 5.3.5 показано, как в районе 90
градусов появляется пик давления вызванный подачей масла при
давлении 1 кг/см2.
- 23 -
6. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ
6.1.1-6 На нижеприведенных рисунках 6.1.1 -6.1.6 даны сравни-
тельные результаты законов движения центров подшипников на
различных режимах (индикаторные нагрузки во всех случаях не-
изменны, силы инерции зависят от числа оборотов ):
три диапозона изменения числа оборотов: 1000, 2000 и
3000 об/мин и
три вида форм зазора: правильный зазор, корсетность и
бочкообразность. Величина дефекта формы вырана одинаковой -
5 микрон. Это в три раза меньше допуска для данного диаметра
отверстия.
Из графиков видно, что на режиме 1000 об/мин во всех
случаях возникает сухое трение. С ростом числа оборотов су-
хое трение уменьшается, и при 3000 об/мин для всех форм оно
исчезает. Происходит это потому, что с ростом числа оборотов
увеличивается несущая способность масляного слоя. А также
потому, что в районе сгорания, из-за действия сил инерции,
уменьшаются внешние нагрузки . Возможно, что при дальнейшем
увеличении числа оборотов вновь появится сухое трение из-за
превалирования сил инерции.
Из графиков видно, что наибольшей несущей способностью
обладает подшипник с правильной цилиндрической формой, наи-
низшей - бочкообразный подшипник.
- 24 -
7. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ПОДШИПНИКА
7.1 СУММАРНАЫЕ ПОТЕРИ ТРЕНИЯ
Приведенные выше результаты, полученные расчетом с при-
менением гидродинамической теории смазки несомненно важны и
нужны для понимания процессов, происходящих в подшипнике,
однако они могут оказаться излишними при оценке работы под-
шипника в целом.
Необходимы обобщающие характеристики работы подшипника.
МОМЕНТ и МОЩНОСТЬ трения. Поскольку сила трения извест-
на, то определить момент трения и мощность трения не состав-
ляет труда.
Момент жидкостного трения подсчитан выше.
Момент сухого трения равен
М тр = К*R 7.1.1
Суммарный моменттрения равен сумме двух предыдущих.
Мощность трения равна
N тр = М тр* w 7.1.2
7.2 ИТОГОВЫЕ ТАБЛИЦЫ РАСЧЕТА 25
Ниже приведены итоговые таблицы расчета для различных
режимов нагружения. Режим расчета виден непосредственно из
таблиц.
итоговая TAБЛИЦA 1-й ЦИКЛ РАСЧЕТА
Подшипник цилиндрический без дефекта
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАСЧЕТА ПОДШИПНИКА
Вязкость сСТОКС 8.00
Коэфф. трения - .100
Kритический зазор МИКРОН 2.00
Давление масла КГ/СМ2 1.0
Подача масла CМ3/СЕК .416
Pасход масла CM3/CEK 4.8505
Частота вращения ОБ/МИН 1000.
Мощность двигателя Л.С. 25.
Мощн.одного цилиндра Л.С. 6.
ТРЕНИЕ
жидкостное сухое суммарно
Mомент трения KГM .0196 .0686 .0883
Mощность трения Л.C. .0275 .0961 .1236
Mощность трения/цил. % .451 1.575 2.026
Tепловыдел.трения KAЛ/CEK 5.4067 16.8798 22.2865
Hагрев масла ГPAД.Ц 1.8734 5.8487 7.7221
Max.давление КГ/СМ2 1186.94 22.97
- 25 -
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАСЧЕТА ПОДШИПНИКА
( без повторения исходных данных)
Pасход масла CM3/CEK 9.5806
Частота вращения ОБ/МИН 2000.
Мощность двигателя Л.С. 50.
Мощн.одного цилиндра Л.С. 12.
ТРЕНИЕ
жидкостное сухое суммарно
Mомент трения KГM .0103 .0000 .0103
Mощность трения Л.C. .0290 .0000 .0290
Mощность трения/цил. % .2370 .0000 .2370
Tепловыдел.трения KAЛ/CEK 6.6887 .0000 6.6887
Hагрев масла ГPAД.Ц 1.1734 .0000 1.1734
Max.давление КГ/СМ2 627.21 .00
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАСЧЕТА ПОДШИПНИКА
( без повторения исходных данных)
Pасход масла CM3/CEK 14.0018
Частота вращения ОБ/МИН 3000.
Мощность двигателя Л.С. 75.
Мощн.одного цилиндра Л.С. 18.
ТРЕНИЕ
жидкостное сухое суммарно
Mомент трения KГM .0172 .0000 .0172
Mощность трения Л.C. .0721 .0000 .0721
Mощность трения/цил. % .3940 .000 .3940
Tепловыдел.трения KAЛ/CEK 15.9751 .0000 15.9751
Hагрев масла ГPAД.Ц 1.9175 .0000 1.9175
Max.давление КГ/СМ2 370.01 .00
7.3 ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ НА ПОТЕРИ ТРЕНИЯ
итоговая TAБЛИЦA ПОТЕРЬ ТРЕНИЯ по оборотам
число оборотов в мин. 1000 2000 3000
мощность трения в л.с. 0.1236 0.0290 0.0721
мощность трения в % 2.026 0.237 0.394
7.3.1 Данная таблица представлена на рис. 7.3.1. Из графика
хорошо видно, что, хотя кривая проведена через три точки, но
она четко представляет экспериментальную зависимость Герси.
Расчет четко отражает переход от полусухого трения к жид-
костному.
- 26 -
ВЫВОДЫ
В настоящем реферате излагаются:
1. Основы теории гидродинамического расчета и метод ре-
шения уравнения Рейнольдса, которое является дифференциаль-
ным уравнением второго порядка в частных производных. Пока-
зано, что созданная программа решения этого уравнения
работает удовлетворительно. Даны графики распределения гид-
родинамического давления по окружности подшипника и по его
оразующей. В работе показано, что при определенных очень
малых зазорах теоретический максимум давления в смазке ста-
новится настолько высок, что разрушается масляный слой. От-
сюда следует возможность выхода на сухое трение.
2. Дана методика получения общих характеристик работы
подшипника. Показано изменение характеристики от некоторых
парметров подшипника или условий работы. В том числе просчи-
тана работа подшипника при разных режимах работы двигателя.
Определен нагрев масла при чисто жидкостной сазке и при её
нарушении.
3. Дана методика оценки влияния дефектов изготовления