Гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання

Значна кількість автомобільних двигунів оснащені, так званими, короткими радіальними підшипниками ковзання.

Для короткого радіального підшипника ковзання ( гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru ), розв’язуючи рівняння Рейнольдса, враховують лише осьовий потік мастила, нехтуючи градієнтом тиску мастила у напрямі його руху по колу.

У цьому випадку визначається розподіл тиску мастила в підшипнику за наступною формулою:

гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , (8.33)

де гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru .

Для чисельних розрахунків приймемо наступні параметри (тут і далі значення параметрів задано в системі СІ): гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru .

Алгоритм визначення величин тиску мастила в підшипнику чисельним методом на персональному комп’ютері (ПК) за програмою MathCAD наступний:

гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru ,

гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru .

Визначаються радіальна і дотична складові рівнодійних гідродинамічних сил у підшипнику, а також вантажність підшипника, враховуючи, що на елемент вала розміром в одиницю довжини підшипника на дузі гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru діє сила гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , проекція цієї сили на лінію центрів гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru (розглядається дифузорна частина підшипника), а на вісь, перпендикулярну лінії центрів – гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru (рисунок 8.10).

Інтегруючи наведені вище функції по гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru у межах гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru (зона додатних значень гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru ), визначаємо гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru і гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , і далі – по всій довжині підшипника, отримуємо радіальну ( гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru ), дотичну ( гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru ) складові і загальне значення вантажності підшипника ( гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru ).

Чисельне інтегрування при визначенні гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru (Н) дало наступні результати:

– радіальна складова, визначена чисельним інтегруванням на ПК функції (8.33) по колу і вздовж осі підшипника:

гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru (8.34)

визначена з використанням інтегральної функції:

–при інтегруванні на ПК гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru ,

–при використанні інтегральної функції:

гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru (8.35)

гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru ;

гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru ; (8.36)

гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru

– дотична складова (Н), визначена чисельним інтегруванням на ПК функції (8.33) по колу і вздовж осі підшипника (знак „мінус” перед функцією тиску мастила взято тому, що на рисунку 8.10 вектори гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru і гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru протилежно спрямовані):

гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru (8.37)

– дотична складова, що визначена з використанням наведеної нижче інтегральної функції, має той же чисельний результат:

гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , (8.38)

гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru , гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru ;

гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru ; гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru .

Наведені результати свідчать про коректність отриманих інтегральних функцій для визначення радіальної і дотичної складових вантажності короткого радіального підшипника ковзання.

Загальна вантажність підшипника (Н) у нашому випадку:

гідродинамічний розрахунок короткого радіального підшипника ковзання - student2.ru . (8.39)

Гранично допустимий зазор у спряженні підшипник-вал визначається шляхом порівняння зовнішнього навантаження на шип вала і мінімально допустимої вантажності підшипника.

За наявності джерела мастила характер розподілу тиску мастила в підшипнику практично не змінюється; лише в зоні максимальних значень тиску величина його зростає на величину тиску мастила джерела. Останнє можна пояснити інтенсивним витіканням мастила через бокові зазори у короткого підшипника.

Вантажність короткого підшипника визначається в основному гідродинамічною складовою тиску мастила. У той же час короткий підшипник, який переважно використовують у автотракторних двигунах, без постійного постачання мастила в підшипник (без джерела мастила) працювати взагалі не може (висока кутова швидкість обертання вала і вузький підшипник).

Наши рекомендации