Расчет радиальных подшипников скольжения со смещенными в плоскости разъема вкладышами
СОДЕРЖАНИЕ
1. Исходные
данные
2. Проектировочный
расчет
2.1
Выбор геометрии опоры
2.2
Выбор материала подшипника
.3
Выбор сорта смазки и способа ее подвода
.4
Условие обеспечения жидкостного трения
3. Проверочный
расчет
3.1
Тепловой расчет
.2
Проверка условия жидкостного трения
4. Проверка
динамической устойчивости подшипника
Список
использованной литературы
1. Исходные
данные
1) радиальная нагрузка на опору W=3000
Н;
2) частота вращения вала n=1500
об/мин;
) диаметр вала в близи опоры d=0,1
м;
4) расстояние между опорами L=1,2
м;
5) тип опоры - подшипник со смещенными в
плоскости разъема вкладышами.
Рисунок 1.1 - Схема подшипника со смещенными в
плоскости разъема вкладышами
опора подшипник смазка
2.
Проектировочный расчет
.1 Выбор геометрии опоры
2.1.1 Задаем угол охвата подшипника 
(=[120о,150о,180о,360о])
[1,ст.4].
Выбираем угол охвата 
.
.1.2 Диаметр втулки 
приравниваем
диаметру вала 
.1.3 Определяем длину опоры
Для выбора длины подшипника 
,
рекомендуемые пределы 
. Задаем
относительную длину подшипника 
.
После того, как выбрали и ,
определим: удельную нагрузку
,
частоту вращения ротора
и окружную скорость вращения
.
.1.4 Выбираем зазор между цапфой и
вкладышем
По рисунку 2.1 определяем диапазон
относительного зазора подшипника:
Рисунок 2.1 - Зависимость относительного
зазора от окружной скорости вращения
Относительный зазор 
зависит от
посадки. Принимаем для установки вала в подшипниках посадку H7/d8 (рис.2.2)
[2, с.323].
Рисунок 2.2 - Посадка подшипника
Для поля допуска d8 находим: m=17 [3,ст.5]
Находим относительный зазор:
.
Полученная величина относительного
зазора попадает в ранее найденный диапазон.
Радиальный зазор подшипника
.
Класс чистоты обработки поверхности:
8[3,ст.6].
.2 Выбор материала подшипника
Материал вала - сталь 45ХА:
− модуль упругости материала
вала,
НВ=60…65 - твердость стали.
Критерием выбора материала
подшипника является показатель 
.
, 
,
.
Материал подшипника - баббит Б16[1,
с.47, табл.25].
Твердость материала при 
: НВ=22,4.
2.3 Выбор сорта смазки и способа ее
подвода
.3.1 Определим вязкость смазки,
которая зависит от ее сорта и от средней температуры в подшипнике 
. Возьмем
среднюю температуру 
.
Согласно [1,c.31,
табл.16] для 
,
и 
, линейно
аппроксимируя, находим число Зоммерфельда:
Выбираем смазку по условию
,
,
.
Выбираем масло турбинное Тп-22
согласно таблице [1, с.27]. Приняв предварительно рабочую температуру масла 
, находим: 
.
.3.2 Выбор типа подачи смазки в
подшипник и необходимости охлаждения
,
2.4 Условие обеспечения жидкостного
трения
,
где 
- критическое значение зазора,
определяемое шероховатостями поверхностей цапфы и втулки, а также прогибом
вала,
- минимальная толщина смазочного
слоя.
.4.1 Определим критическую величину
зазора:
,
где 
- высота шероховатой цапфы и
вкладыша. Для восьмого класса чистоты обработки поверхности:
[3, ст.8,
табл.3],
- максимальный прогиб цапфы в
подшипнике.
Величина 
зависит от
жесткости вала и опор и определяется по формуле:
,
где
- стрела прогиба вала,
- расстояние между опорами,
- суммарная нагрузка на вал,
- момент инерции вала,
- модуль упругости материала вала.
,
,
.4.2 Определим минимальную толщину
смазочного слоя:
,
где 
- относительный эксцентриситет,
определяемый по таблице [1,ст. 74] для данного вида опоры в зависимости от
нагрузки (безразмерного коэффициента нагруженности 
) и длины
подшипника(
).
,
,
,
.
Условие обеспечения жидкостного
трения выполняется.
Рисунок 2.3 - Стрела прогиба вала
. Проверочный
расчет
3.1 Тепловой расчет
Так как рабочая температура смазки , то
принимаем температуру смазки в системе 
.
Выбираем способ подачи смазки в
рабочую зону подшипника через верхнюю половину (два кармана в плоскости
разъема, один - питающий)
Рисунок 3.1 - Способ подачи смазки в
подшипник
Размеры канавки принимаем следующее
; 
,
,
.
Давление подачи смазки в рабочую
зону подшипника опредеим по формуле:
.
,
.
Таблица 1 - Расчет радиального
подшипника с цилиндрической расточкой
|
Определяемый
параметр
|
Расчетная
зависимость
|
Результаты
вычислений при различных значениях  для
итерацийПроверочный расчет
|
|
|
Средняя
 Задается
произвольно70605056
|
|
|
|
|
|
|
Вязкость
смазки при средней температуре в смазочном слое ,
 [1,
таблица 9]0,905 10-21,275
10-21,874 10-21,553 10-2
|
|
|
|
|
|
|
Плотность
смазки  ,
 [1,
таблица9]863869,5876872,1
|
|
|
|
|
|
|
Теплоёмкость
смазки с, Дж/кг
|
[1, таблица9]
|
2030
|
2000
|
1960
|
1984
|
|
Коэффициент
нагруженности  0,7630,5410,3680,444
|
|
|
|
|
|
|
Относительный
эксцентриситет [1,
диаграмма 1]0,5640,4790,3910,431
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент
торцевого расхода смазки  [1,
диаграмма 3]0,2040,1730,1400,155
|
|
|
|
|
|
|
Окружной
расход смазки  [1,
диаграмма 4]0,1090,13030,15230,1423
|
|
|
|
|
|
|
Окружной
расход, определяемый количеством налипшей смазки   0,11400,13480,16290,1486
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент
сопротивления шипа вращению   [1,диаграмма
6]43,6983,4823,578
|
|
|
|
|
|
|
Приращение
температуры в смазочном слое   5,58,5114,7511,26
|
|
|
|
|
|
|
Температура
смазки на входе в смазочный слой   42,9446,4156,0550,34
|
|
|
|
|
|
|
Средняя
температура смазки в зазоре   45,6950,66563,42555,97
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная
температура    ---61,6
|
|
|
|
|
|
|
Средняя
Задается
произвольно70605056
|
|
|
|
|
|
|
Минимальная
толщина смазочного слоя   ---0,04837
|
|
|
|
|
|
|
Расход
смазки, необходимый для обеспечения работоспособности опоры Q,
 , [1,
диаграмма 3]---0,155
|
|
|
|
|
|
 [1,
диаграмма 7]---0,16
|
|
|
|
|
|
 ,---0,0062
|
|
|
|
|
|
 [1,
диаграмма 7]0,11
|
|
|
|
|
|
 ---1,78
10-5
|
|
|
|
|
|
Потери
мощности на трение в подшипнике N,
Вт
|
 ---32,23
|
|
|
|
|
Рисунок 3.2 - Определение и
.2 Проверка условия жидкостного
трения
,
,
.
Условие обеспечения жидкостного
трения выполняется.
4. Проверка
динамической устойчивости подшипника
Определение устойчивости сводится к
определению параметра устойчивости
,
где 
.
По диаграмме устойчивости (рис. 4.1)
графоаналитическим способом определяем устойчивость.
Рисунок 4.1 - Диаграмма устойчивости
Точка с координатами 
и 
, находится
в устойчивой зоне. Работа подшипника будет устойчивой.
Список
использованной литературы
1. Воскресенский
В.А., Дьяков В.И. Расчет и проектирование опор скольжения (жидкостная смазка):
Справочник. - М.: Машиностроение, 1980. - 224 с., ил. (Б-ка конструктора)
2. Орлов
П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. Т.2
3.
Методичні вказівки до виконання і оформлення курсової роботи з курсу
«Конструкції і розрахунок опор на рідинному і газовому змащуванні» /Укладач
Н.В. Зуєва. - Суми: Вид-во СумДУ, 2006. - 16 с.