Расчет гидродинамического радиального подшипника скольжения.

Общие указания и индивидуальное

Техническое задание на проектирование.

Целью работы является практическое усвоение и применение на практике методик расчета и проектирования узлов трения.

В содержание работы входят расчет и проектирование конструкции гидродинамического радиального подшипника скольжения, а так же его элементов.

В объем курсового проекта входит сборочный чертеж подшипника скольжения на листе формата А1, рабочие чертежи вкладыша на листах формата А3 (А4х3) и пояснительная записка на листах формата А4. Пояснительная записка содержит титульный лист, содержание, задание на курсовой проект, описание разработанной конструкции, расчетную часть, приложения и список использованной литературы.

Подшипники скольжения – это опоры вращающихся деталей, работающие в условиях скольжения поверхности цапфы по поверхности вкладыша подшипника. По направлению воспринимаемой нагрузки подшипники различаются на:

Радиальные - воспринимают нагрузку, направленную перпендикулярно оси вала;

Упорные - воспринимают нагрузку, направленную вдоль оси вала;

Совмещенные - воспринимают нагрузку, как осевую, так и радиальную.

Наиболее высокие показатели подшипников скольжения могут быть достигнуты в условиях гидродинамической или газодинамической, гидростатической или газостатической смазки.

Исходные данные для проектирования червячного редуктора приведены в таблице 1.

Таблица 1. Исходные данные

Вари-ант	Нагрузка F, H	Частота вращения n, об/мин		Дуга охвата вала, 0 (конфигурация подшипника)	Схема нагру-жения	L, мм	а, мм
1	11250	5200	0,25	360	1	500
2	10500	4750	0,5	150	2	400
3	10000	7200	0,75	90	3	500	150
4	M=9150 Нм	4200	1	120	4	400
5	9000	29500	1,25	90	1	300
6	15000	10050	1,5	180	2	500
7	245000	3520	0,25	180	3	500	150
8	M=14200 Нм	5500	0,5	150	4	450
9	9500	17500	0,75	360	1	550
10	13000	3200	1	120	2	350
11	36000	2950	1,25	90	3	300	100
12	М=87000 Нм	11000	1,5	180	4	400
13	25000	2500	0,25	360	1	500
14	8755	10000	0,5	90	2	400
15	18000	15000	0,75	150	3	500	150
16	М=9700 Нм	13000	1	120	4	400
17	5550	11000	1,25	180	1	300
18	200000	2950	1,5	150	2	400
19	2450	35500	0,25	90	3	500	150
20	М=9000 Нм	5200	0,5	360	4	450
21	6200	4750	0,75	120	1	550
22	50000	7200	1	360	2	350
23	15000	4200	1,25	150	3	300	100
24	М=6500 Нм	29500	1,5	120	4	400
25	9250	10050	0,25	180	1	450
26	10500	4750	0,5	150	2	400
27	10000	7200	0,75	90	3	500	150
28	M=9150 Нм	4200	1	120	4	400
29	9000	29500	1,25	90	1	300
30	11250	5200	0,25	360	2	500

Схема нагружения 1                           Схема нагружения 2

Схема нагружения 3                         Схема нагружения 4

Введение

Рис. 1 Эпюра распределения давления в смазочном слое.

Расчет основан на решении дифференциального уравнения Рейнольдса для конечной длины подшипника с учетом граничных условий образования давления

(1)

При решении уравнения приняты следующие допущения:

- смазочный материал соответствует ньютоновской жидкости;

- режим течения смазочного материала ламинарный;

- смазочный материал полностью омывает поверхности скольжения;

- смазочный материал несжимаем;

- смазочный зазор в нагруженной области полностью заполнен смазочным материалом. Заполнение ненагруженной области зависит от способа подачи смазки в подшипник;

- инерционные, гравитационные и магнитные силы смазочного материала незначительны;

- элементы, образующие смазочный зазор, являются жесткими или их деформация незначительна; их поверхности идеально круглоцилиндрические;

- радиусы кривизны взаимно вращающихся поверхностей велики по сравнению с толщинами смазочного слоя;

- толщина смазочного слоя в осевом направлении (координата z) постоянна;

- колебания давления в смазочном слое в направлении, перпендикулярном к поверхностям скольжения (координата у), незначительны;

- движение, направленное перпендикулярно к поверхностям скольжения (координата у), отсутствует;

- смазочный материал имеет одинаковую вязкость по всему смазочному зазору;

- смазочный материал подается у начала вкладыша или там, где смазочный зазор является наибольшим; давление подачи смазки незначительно по сравнению с давлением смазочного слоя.

Достоинства опор скольжения:

- Высокая работоспособность и надежность в условиях динамического нагружения;

- Возможность выдерживания больших частот вращения;

- Малые габариты (при отсутствии сложных систем смазки и дополнительного оборудования);

- Применение при затруднении установки опор качения.

Недостатки опор скольжения:

- Изнашивание трущихся поверхностей;

- Непостоянство коэффициента трения;

- Значительные потери мощности на трение в режимах пуска, останова и реверса;

Доминирующее распространение получили подшипники с жидкостной смазкой.

Для того чтобы между трущимися материалами мог длительно существовать масляный слой, в нем должно быть избыточное давление, которое самовозникает в слое жидкости при вращении цапфы (гидродинамическая смазка) или создается насосом (гидростатическая смазка).

Вращающийся вал под действием внешней нагрузки занимает в подшипнике эксцентричное положение. Масло увлекается в клиновой зазор между валом и вкладышем и создает гидродинамическую поддерживающую силу.

Расчет гидродинамического радиального подшипника скольжения.