Розрахунок радіального підшипника ковзання

Розрахунок радіальних підшипників ковзання у автотракторному машинобудуванні традиційно ведуть по середньому тиску К, який створюється зовнішнім навантаженням Р на площу проекції вкладиша підшипника:

(8.5)

де – довжина опірної поверхні шийки вала, м;

– діаметр шийки вала, м.

Середні і максимальні значення тиску на радіальні підшипники ковзання автотракторних двигунів наведено в таблиці 8.4.

Таблиця 8.4 – Значення тиску на радіальні підшипники ковзання автотракторних двигунів

Міждержавним Європейським стандартом МЄСТ ІСО 7902 – 1 2001 „Гідродинамічні радіальні підшипники ковзання, які працюють у стаціонарному режимі. Круглоциліндричні підшипники. Метод розрахунку”, регламентуються наступні характеристики і параметри: число Рейнольдса, при якому забезпечується ламінарний потік мастила в підшипнику; параметр Зоммерфельда, яким характеризується несуча здатність підшипника; витрати мастила через підшипник; втрати потужності на тертя; параметри теплового балансу.

Число Рейнольдса визначається за формулою:

(8.6)

де – число Рейнольдса;

– номінальний внутрішній діаметр підшипника, м;

– ефективний діаметральний зазор у підшипнику;

– відносний зазор у спряженні підшипник-вал;

– кутова швидкість обертання колінчастого вала, с^-1.

Для двигуна СМД-14 = π·n/30 = π·1700/30 = 178с^-1;

– динамічна в’язкість мастила при робочій температурі підшипника, Па·с.

Для робочої температури (90 ⁰С) і мастила ДП-14 з графіка на рисунку 9.2 знаходимо Па·с;

– густина мастила. Для автотракторних двигунів = 900…920 кг/м³. Приймаємо для розрахунків = 900 кг/м³.

Робочий зазор у підшипнику залежить від посадки і теплового розширення вала і підшипника. При нормальних умовах ( ) відносний зазор у підшипнику визначають за формулами:

(8.7)
де , , – відповідно максимальний, мінімальний і середній відносні зазори в підшипнику;

– відповідно максимальний, мінімальний і номінальний діаметри підшипника, а також – максимальний і мінімальний діаметри вала.

Зміна зазору із-за теплового розширення вала і підшипника визначається за формулою:

(8.8)

де , – коефіцієнти лінійного розширення підшипника і вала відповідно. Приймаємо = 23·10^-6 град^-1; = 11·10^-6 град^-1;

, – температура підшипника і вала відповідно. Приймемо для розрахунку , = 90 ⁰С. = 40 ⁰С – температура оточуючого середовища.

Отже, м.

Для корінного підшипника колінчастого вала двигуна СМД-14 максимальні і мінімальні значення діаметрів підшипника і вала, а також номінальний діаметр спряження відповідно =88,045·10^-3м;

= 88,0040·10^-3м; = 87,900·10^-3м; = 87,885 ·10^-3м; =88·10^-3м.

Після підстановки розмірів діаметрів, знаходимо максимальне, мінімальне і середнє значення відносного діаметру:

= 0,00182; = 0,00118; = 0,0015.

З урахуванням теплових змін розмірів вала і підшипника, відносний зазор у спряженні підшипник-вал має значення:

Підставляючи значення розрахункових параметрів, знаходимо число Рейнольдса:

= 240,7 < 901,2.

Отже, потік мастила в підшипнику ламінарний.

Визначаємо навантаження, які передаються на шип вала у підшипнику ковзання. У двигуні вони створюються силами тиску робочого тіла у циліндрі і силами інерції рухомих мас кривошипно-шатунного механізму. Максимального значення навантаження сягають, коли поршень знаходиться поблизу верхньої мертвої точки (в.м.т), під час самозаймання палива або запалювання робочої суміші. При цьому на поршень діє сила:

(8.9)

де – сила, що діє на поршень при самозайманні палива в циліндрі двигуна; – тиск газів на дно поршня; для тракторних дизелів при розрахунках рекомендується приймати ;

– площа поверхні дна поршня; – сила інерції поршневої групи:

(8.10)

– маса деталей поршневої групи, що рухаються зворотно-поступально (дорівнює сумі мас поршневого комплекту (поршень, палець, поршневі кільця) і частини маси шатуна, віднесеної до поршня); для двигуна СМД-14 кг; – радіус кривошипа колінчастого вала; м; ширина корінного підшипника колінчастого вала = 0,08 м; діаметр корінної шийки вала м;

– кутова швидкість обертання колінчастого вала, с^-1; ; для двигуна СМД-14

Знаходимо силу інерції поршневої групи, враховуючи, що при положенні поршня в в.м.т., вона має максимальне значення:

Н.

Визначаємо силу тиску, що діє на поршень двигуна при самозайманні палива (приймаючи ):

(8.11)

Н.

Ззнаходимо максимальну силу, що діє на поршень у верхній мертвій точці (формула (8.9)):

Н.

Максимальний середній тиск на корінний підшипник колінчастого вала (сила Р розподіляється на два корінні підшипники):

(8.12)

МПа.

Визначаємо число Зоммерфельда, яке характеризує вантажопідйомність (несучу здатність) підшипника, за формулою:

(8.13)

Практично значення не перевершує 30.

Рідинне тертя в підшипнику забезпечується, якщо мінімальний зазор між підшипником і валом буде задовільняти умові:

(8.14)

де – критична товщина мастильного шару в підшипнику, м. Для автотракторних двигунів, що пройшли обкатку, можна приймати м;

– робоча мінімальна товщина шару мастила в підшипнику.

Мінімальний зазор між підшипником і валом для автомобільних двигунів можна приймати м, для тракторних дизелів м. Для СМД-14 приймаємо м.

Середній радіальний зазор у спряженні підшипник-вал визначається за формулою:

; (8.15)

мм= 6,6·10^{-6 м.}

Ексцентриситет вала в підшипнику:

; (8.16)

м.

Відносний ексцентриситет:

; (8.17)

• Назад
• 7
• 8
• 9
• 10
• 11
• 12
• 131415
• 16
• 17
• 18
• 19
• 20
• 21
• 22
• Далее