Расчет подшипников скольжения

При работе механизма c жидкой смазкой между цапфой вала и вкладышем подшипника наблюдается три вида трения:

1. Граничное, при котором между поверхностями трения создается тонкая масляная пленка, при этом происходит контакт большого количества микронеровностей вала и вкладыша;

2. Смешанное – с увеличением скорости вращения масляный слой между валом и вкладышем увеличивается, при этом происходит контакт небольшого количества микронеровностей поверхностей;

3. Жидкостное (гидродинамическое), при котором толщина смазочной пленки обеспечивает вращение вала и вкладыша без соприкосновения микронеровностями их поверхностей; обеспечивается при большой скорости вращения.

Толщина масляного слоя

, (1)

где - высоты неровностей поверхностей вкладыша и вала.

Рис.3. Схема к расчету подшипника скольжения

Расчет подшипников скольжения можно разделить на два вида:

1. Расчет подшипников с несовершенной смазкой (работающих в условиях граничного трения);

2. Гидродинамический расчет в условиях жидкостного трения.

1.Расчет подшипников с несовершенной смазкой (работающих в условиях граничного трения)

Этот вид расчета обязателен для всех видов подшипников скольжения. Подшипники, рассчитывают по условной методике. Цель – определение параметров подшипника: диаметра и длины l подшипника.

Схема расчета подшипника показана на рис.4.

Рис.4. Расчет подшипников скольжения с несовершенной смазкой

Расчет поусловному давлениюpна рабочих поверхностях. Ограничивают давление р между цапфой и вкладышем, что обеспечивает ограничение износа и не выдавливание смазки между рабочими поверхностями вкладыша подшипника и цапфы:

, (2)

где – сила давления вала на вкладыш (реакция опоры), l - рабочая длина втулки подшипника,

d – диаметр цапфы вала, - допускаемое давление в подшипнике.

Условный расчет на нагрев. Проводится для того, чтобы обеспечить нормальный тепловой режим работы подшипника:

(3)

Произведение давления на скорость скольжения характеризует тепловыделение и износ подшипника.

При превышении допускаемого значения температура локально повышается настолько, что происходит разрыв масляного слоя, и, как следствие, схватывание поверхностей цапфы и вкладыша.

Значения и для материала вкладыша подшипника выбирают по справочным таблицам.

Материал	, не более	, МПа	, МПа·мм/сек
Чугун антифрикционный АЧК-1 АЧК-2		0,5
Бронза БрОФ-10-1
Баббит Б16 Б6

При проектном расчёте задаются относительной длиной подшипника: . Для большинства подшипников принимают = 0,5…1,2. Короткие подшипники ( <0,4) обладают малой грузоподъемностью. Длинные подшипники ( >1,2) требуют повышенной точности изготовления и жесткости валов.