Что такое смазка: подшипники с жидкостным трением? Значение смазка: подшипники с жидкостным трением в энциклопедии Кольера

К статье СМАЗКА Сегментный подшипник . Здесь принцип повышения давления в клин о видно м слое масла между поверхностями используется для удержания осевой нагрузки . Прототипом сегментного подшипника является подпятник Кингсбери (рис. 6). В современных конструкциях сегменты подпятника либо устанавливаются на шарнирах, либо делаются гибкими, чтобы обеспечи вала сь автоматическая регулировка угла наклона относительно движущейся поверхности. В некоторых механизмах и машинах, особенно с очень высокими нагрузка ми, предусматриваются также пружинные устройства для выравнивания давления. Подпятник такого типа наружным диаметр ом более 220 см используется в генераторе ГЭС плотины им. Гувера. Масса ротора генератора равна 817 т, часто та вращения - 150 об/мин. Коэффициент трения в подпятниках Кингсбери обычно составляет от 0,001 до 0,005. Число сегментов, как правило , равно шести. Опорный подшипник скольжения. Опорный подшипник скольжения полностью охватывает вращающийся в нем вал несколько меньшего диаметра. Часть вала, находящаяся в подшипнике, называется шипом, шейкой вала или цапфой. Смазка вводится в определенном месте, проходит по всему подшипнику и затем вытекает на его концах. Распределение смазки в подшипнике обычно регулируется канавками, сделанными на поверхности подшипника. Канавки могут иметь разную форму; существуют различные методы оптимального конструирования канавок в тех или иных условия х работы. Тем не менее всеми признано, что канавки не должны мешать формированию и поддержанию смазочной пленки или отводить смазку из области повышенного давления. Продольные канавки должны заканчиваться , не доходя до концов подшипника, чтобы предотвратить утечку смазки. Края канавок должны быть скруглены, чтобы масло не соскребалось с поверхности вала. Когда вал не вращается, смазка силой тяжести выдавливается из-под шейки, и вал соприкасается с поверхностью подшипника, так что условия в подшипнике при этом соответствуют граничному трению. Когда же вал приходит во вращение , в одной половине подшипника формируется сходящийся масляный клин, а в другой - расходящийся. Механизм нарастания несущего нагрузку давления в этих клиньях аналогичен тому , который был рассмотрен в случае плоских поверхностей. Вес груза W (рис. 7) направлен по вертикали сверху вниз , но максимум давления в смазочной пленке с нижней стороны вала не лежит на линии действия нагрузки. Дело в том, что центр шейки вала на практике не совпадает с центром подшипника. Расстояние e между их центрами называется эксцентриситетом. При построении распределений давления через центры вала и подшипника проводят прямую, составляющую угол . с линией нагрузки. Угол . равен нулю, когда вал не вращается. При вращении вала этот угол принимает некоторое значение в пределах от нуля до 90. (значение 90. никогда не достигается). Угол . зависит от таких факторов, как нагрузка, частота вращения, вязкость смазочного материала при рабочей температуре, ширина зазор а между шейкой вала и подшипником и утечка смазки из подшипника. Угол отсчета . измеряется в направлении вращения вала. Для линии, проходящей через центры вала и подшипника, этот угол равен нулю. Радиальными стрелками на рис. 7 показано распределение избыточного давления в смазочной пленке (без дополнительной подачи смазки) в зависимости от угла ?. Когда угол . достигает 180?, давление проходит через нулевое значение, после чего следует участок отрицательного давления NP (давление ниже атмосферного). Ввод смазки обычно располагают в этой области. Входное давление смазки на практике может составлять от 0,07 до 0,7 МПа. Механизм формирования масляного клина, несущего нагрузку, в опорном подшипнике скольжения показан на рис. 8. Здесь зазор для большей ясности сильно увеличен. На рис. 8,а вал не движется, и в самой нижней точке шейка вала контакт ирует с подшипником. Когда начинается вращение, вал вкатывается по поверхности подшипника вверх в условиях граничного трения (рис. 8,б). Когда достигается достаточно большая скорость вращения, под шейку вала втягивается масло, и образуется стабильный масляный клин, который и поддерживает вал, как это показано на рис. 8,в. При этом шейка вала смещается влево , занимая свое равновесное положение. Трение в подшипнике скольжения. Как показывают теория и практика , коэффициент трения в геометрически подобных подшипниках зависит от критерия Zn/p, где Z - вязкость смазки, n - частота вращения вала ( число оборотов в единицу времени ), а p - среднее давление нагрузки на подшипник, т.е. нагрузка, деленная на произведение длины шейки вала на ее диаметр. Геометрически подобными считают подшипники, для которых отношение длины подшипника к диаметру шейки вала (отношение L/D) одинаково , а также одинаков относительный зазор - разность диаметров подшипника и шейки вала, деленная на диаметр шейки. Коэффициент трения f при разных рабочих условиях для всех геометрически подобных подшипников можно определить по единому графику зависимости f от Zn/p типа представленного на рис. 9. Участок от А до В на рис. 9 соответствует граничному трению; здесь возможны контакт сухих поверхностей и заклинивание. Участок BC соответствует переходу от граничного трения к жидкостному (при увеличении Zn/p). Участок CD, приблизительно прямолинейный , характерен для жидкостного трения. Хотя, как видно на рисунке, величина f минимальна при значениях, лежащих в интервале между B и C, рекомендуется выбирать значительно более высокие значения Zn/p, чтобы надежно обеспечивались условия жидкостного трения. Получено целое семейство кривых зависимости f от Zn/p, отвечающее разным отношениям L/D и разным относительным зазорам. В общем, с увеличением относительного зазора трение уменьшается. При определении величины f по графику нужно следить за тем, чтобы величины Z, n и p были взяты в правильных единицах измерения. Момент сил трения, действующий по касательной на шейку вала, можно вычислить по формуле T = fWr, где Т - момент сил трения (H?м), f - коэффициент трения, W - нагрузка на шейку вала (H) и r - радиус шейки вала (м). Потери мощности на трение (Вт) можно вычислить как 0,1 TN, где N - частота вращения (число оборотов в минуту), а T - то же, что и ранее. Подшипники с жидкостным трением (гидродинамического типа), как опорные, так и упорные, конструируются в расчете на разные виды смазочных материалов. К числу таких материалов относятся консистентные смазки, минеральные и синтетические масла, ртуть , вода , жидкие хладагенты, воздух , газ, а в особых случаях - жидкие металлы . Для смазывания подшипников часто используются технологические жидкости, что позволяет исключить возможность загрязнения последних и обойтись без уплотнений.