 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Решение. 1. Угловая скорость цапфы
1. Угловая скорость цапфы
ω = 
= 
=104.7 с-1.
2. Среднее давление на рабочей поверхности
p = 
= 
= 4 МПа.
3. Скорость скольжения в подшипнике
v = 
= 
= 2.618 м/с.
4. Произведение давления на скорость
pv = 4·2.618 = 10.47 МПа м/с.
5. Условный расчет подшипника
Согласно табл. 8.1 [1], для баббита Б88 имеем [ p ] = 20 МПа, [ pv ] = 15 МПа м/с. Следовательно, условия p 
[ p ] и pv [ pv ] выполняются.
6. Рекомендуемый относительный зазор в подшипнике
Предварительно определяем относительный зазор по формуле (8.3):
ψ = 0.8·10-3 v 0.25 = 0.8·10-3 2.6180.25 = 1.018·10-3.
7. Выбор посадки
Коэффициент посадки вычисляем по формуле (8.4):
m п = 103 ψ 
= 1.018 
= 7.2.
Полученное значение округляем по ряду, представленному в разделе 8.2:
m п = 7.5. Этому значению числа m п соответствует посадка H7/f7.
Уточненный относительный зазор
ψ= 10-3 m п / = 10-3·7.5/ = 1.06·10-3.
Диаметральный зазор Δ = 103ψ d = 1.06·50 = 53.03 мкм.
Радиальный зазор δ = 0.5Δ = 0.5·53.03 = 26.516 мкм.
8. Вязкость масла
Принимаем среднюю температуру масла в подшипнике t ср=55ºС. Коэффициенты A и B для масла И-30А выберем по табл. 8.2: A = 1.048, B = 0.515.
Вычислим правую часть уравнения (8.1):
G = A – B lg t ср = 1.048 - 0.515lg 55 = 0.152.
Тогда G 1 = lg (ν + 0.6) = 10 G = 100.152 = 1.418.
Кинематическая вязкость масла на основании уравнения (8.1) равна
ν = 10 G 1- 0.6 = 101.418- 0.6 = 25.59 мм2/с.
Динамическая вязкость масла
μ = ρ ν 10-6 = 900·25.59·10-6= 0.023 Па·с,
где ρ 
900 кг/м3 – плотность масла.
9. Коэффициент нагруженности подшипника
Вычислим CF по формуле (8.8):
CF = 
= 
= 1.866.
10. Минимальная толщина слоя смазки
Определим h min по формуле (8.9)
h min = 
= 
= 8.3 мкм,
где Cl = 0.85 при l/d = 50/50 =1 (см. пояснения к формуле 8.9).
11. Критическая толщина слоя смазки
h кр = RZ 1 + RZ 2 + y 0 = 2.5 + 4 + 0 =6.5 мкм,
где y 0 = 0 – прогиб цапфы во вкладыше.
Коэффициент запаса по толщине масляного слоя
kh = 
= 
= 1.28.
12. Режим трения, коэффициент трения
Поскольку h min > h кр, то реализуется режим жидкостного трения. В этом случае коэффициент трения определим по формуле (8.10):
f = ψ [ 
+ 0.5 (d / l)1.5] = 1.06·10-3[ 
] = 2.315·10-3.
13. Момент трения в подшипнике
T = 0.5 f Fr d = 0.5·2.315·10-3·10·50 = 0.579 Н·м.
Тепловой расчет подшипника
14. Относительный эксцентриситет
ε= 1 – h min /δ = 1 –8.3/26.516 = 0.687.
15. Размеры смазочной канавки
Расстояние от конца канавки до торца подшипника
a = 0.05 d + 4 = 0.05·50 + 4 = 6.5 мм.
Ширина канавки b = 0.25 d = 0.25·50 = 12.5 мм.
16. Секундный объем масла, проходящего через подшипник,
Q = 0.5 ψ ω l d 2 10-6 (q 1 + q 2 + q 3),
где q 1 – коэффициент торцового расхода в нагруженной зоне подшипника;
q 1 = 0.3(0.2+ε) 
= 0.3(0.2 + 0.687) 
= 0.149;
q 2 – коэффициент торцового расхода в ненагруженной зоне подшипника;
q 2 = 
(1+ 4 ε2) CF (p см / p)(d/l)2 = (1+ 4·0.6872)·1.866(0.4/4)·1 = 0.0705;
q 3 – коэффициент расхода через торцы смазочной канавки,
q 3 = Θ CF (
–2)(b/d)(p см / p)(d/l)2 = 0.13·1.866(
– 2)(12.5/50) (0.4/4)·1= 0.0345,
здесь Θ = 0.13 (табл. 8.7).
В результате расчета получили
Q = 0.5·1.06·10-3·104.7·50·502 10-6 (0.149 + 0.0705 + 0.0345) = 0.00176 л/с.
17. Температура масла на выходе
t вых = 2 t ср – t вх = 2·55 – 40 =70 ºC.
18. Теплоотдача через смазочный материал, вытекающий из подшипника,
W 1 = 10-3 c ρ Q (t вых – t вх ) = 10-3·1.7·106 0.00176(70 – 40) = 89.76 вт.
Для индустриального масла принимаем c ρ = 1.7·106 Дж/(м3 ºС).
19. Теплоотдача через корпус и вал
W 2 = Kt A о(t ср – t 0) = 16·0.065(55 – 20) = 36.4 Вт,
где Kt =16 Вт/(м2 ·˚С) – коэффициент теплоотдачи;
A о– суммарная наружная площадь поверхности корпуса и вала, охлаждаемая воздухом.
Площадь A о приближенно равна
A о = 10-6 (20 ld + 6 d 2) = 10-6 (20·50·50 + 6·502) = 0.065 м2.
20. Мощность теплоотдачи
W Т = W 1 + W 2= 89.76 + 36.4 = 126.16 Вт.
21. Мощность теплообразования
W 0 = T ω = 0.579·104.7 = 60.62 Вт.
Поскольку мощности теплоотдачи и теплообразования не равны друг другу, то условие теплового баланса не выполняется. Для обеспечения теплового баланса следует изменить среднюю температуру масла и повторить расчет. В рассмотренном примере тепловой баланс достигается при t ср = 48.267 ºC. В этом случае W Т = W 0 = 72.6 Вт.
Поиск по сайту: