Проверка расчетов подшипников качения
В этом разделе справки представлены все формулы расчетов, используемые при полной проверке расчета гидродинамических радиальных подшипников скольжения. Формулы перечислены в той последовательности, в которой они используются при расчете подшипника.
Расчет производится в плоскостях XY и XZ, и вычисляется их квадратичная сумма.
Угловая скорость цапфы подшипника:
Окружная скорость цапфы подшипника:
Ширина активного подшипника
Для подшипников, смазанных через смазочное отверстие или осевую канавку для смазки
Lf = L [мм]
Для подшипников, смазанных через радиальную (кольцевую) канавку для смазки
Lf = L - s [мм]
Относительная ширина подшипника
Для подшипников, смазанных через смазочное отверстие или осевую канавку для смазки
Для подшипников, смазанных через радиальную (кольцевую) канавку для смазки
Давление на подшипник
Значения в диапазоне от 1 до 5 МПа предназначены для незначительного удельного давления, максимальными значениями являются значения в 30 МПа и 70 МПа во время нагрузки кратковременного воздействия, но только при правильном выборе цапфы и материала подшипника.
Минимальная толщина слоя смазки для обеспечения полного разделения скользящих граней подшипника:
для подшипников с учетом приработки
hmin = 3,4 (RaH + RaL) + o [мкм]
для подшипников без приработки
hmin = 4,5 (RaH + RaL) + o [мкм]
Если состояние гидродинамической смазки является удовлетворительным, минимальная толщина слоя смазки должна быть меньше указанного диаметрального зазора.
Средний гидродинамически эффективный относительный диаметральный зазор:
для подшипников с учетом приработки
для подшипников без приработки
Расчет изменений диаметрального зазора, вызываемых давлением втулки подшипника Δdp, и изменений диаметрального зазора, вызываемых радиальным градиентом температуры ΔdT, производится в диалоговом окне дополнительных данных.
Относительный диаметральный зазор является важным параметром конструкции, который влияет на свойства подшипника. Он варьируется в диапазоне 0,0005 ~ 0,004. Небольшие значения относительного диаметрального зазора подходят для подшипников с высоким удельным давлением, которые работают при низкой скорости скольжения, и наоборот.
С увеличением значения относительного радиального зазора снижается нагрузочная способность, а риск вибрации цапфы и кавитация облицовки подшипника увеличивается.
Число Зоммерфельда
Безразмерное число Зоммерфельда является основным значением при расчете нагрузочной способности подшипника. Рекомендуемое значение находится в диапазоне от 1 до 15. Из-за низкого удельного давления при высокой скорости скольжения существует опасность неправильной работы подшипника, если число Зоммерфельда меньше 1. Для значений, превышающих 15, существует опасность контакта на гранях скольжения.
Относительный эксцентриситет цапфы:
Значение относительного эксцентриситета можно получить из диаграммы при зависимости от числа Зоммерфельда и относительной ширины подшипника.
Рекомендуемый диапазон значений относительного эксцентриситета цапфы — от 0,7 до 0,96. Более низкие значения могут привести к аномальной работе цапфы. В случае превышения верхнего предела может возникнуть максимальное трение между вершинами шероховатостей поверхности.
Минимальная толщина гидродинамически эффективного слоя смазки при работе подшипника:
ho = 0,5 ψd (1 - ε10 3 [мкм])
Если состояние гидродинамической смазки является удовлетворительным, расчетная толщина слоя смазки должна быть больше минимальной толщины слоя смазки.
Температурный баланс подшипника определяется для указанных размеров подшипника и выбранного типа смазки.
Проверка цапфы подшипника на гибкость:
Максимальное давление в прорези для подачи смазки:
где P*cm — безразмерная величина удельного давления в средней плоскости подшипника, взятая из диаграммы, соответствующей указанному относительному эксцентриситету цапфы и относительной ширине подшипника
Значение максимального давления во время работы и размер площади удельного давления подшипника во время запуска и остановки являются также обязательными данными для подбора материала втулки подшипника.
Переходная частота оборотов при предельном значении трения:
При сильном трении и износе подшипника из-за условий эксплуатации во время запуска и остановки переходная скорость должна накладываться на рабочую скорость для уменьшения периода недостаточной смазки.
Максимальная нагрузка на подшипник при верхнем пределе трения:
Максимальная частота оборотов при предельном значении нарастания вихревого потока:
Где:
π t - π 20 - 0,65 (T - 20) [кг м-3 ]
Максимальная частота оборотов при предельной частоте вращения цапфы:
