Главная | Обратная связь

Расчет подшипников скольжения

Критерии расчетов подшипников скольжения зависят прежде всего от характера трения в подшипнике. Можно выделить три основных вида трения скольжения: граничное, смешанное (или полужидкостное) и жидкостное.

Граничное трение имеет место при небольших скоростях скольжения трущихся поверхностей, при этом толщина слоя смазки порядка 0,1 мкм. Можно считать, что в этих условиях коэффициент трения имеет постоянную величину и сила трения определяется законом Амонтона — Кулона

T = f N, (1)
где Т – сила трения;
f – коэффициент трения;
N – нормальная сила

С увеличением скорости скольжения v = ωr величина f уменьшается, становясь весьма неустойчивой в связи с тем, что трение переходит в смешанное, при котором, несмотря на увеличившуюся толщину слоя смазки, все еще имеет место соприкосновение отдельных выступов трущихся поверхностей.

Минимальное значение коэффициента трения f_min соответствует границе перехода к жидкостному трению, при котором трущиеся поверхности полностью разделены слоем смазки. Режим жидкостного трения наступает при определенном сочетании следующих величин: динамической вязкости масла µ, угловой скорости ω, относительного диаметрального зазора в подшипнике ψ = ∆/d (∆ – диаметральный зазор) и среднего давления р = P/ld (здесь Р — радиальная нагрузка подшипника, d и l — диаметр и длина цапфы)

Для подшипников, работающих в условиях граничного или смешанного трения, производят упрощенные расчеты по двум критериям: среднему давлению p и произведению pv.
Расчет подшипников жидкостного трения основан на гидродинамической теории смазки.
Условная граница, отделяющая режим жидкостного от режима полужидкостного трения, определяется с помощью критических значений безразмерных чисел Зоммерфельда [S₀] = pψ²/µω. При pψ²/µω ≥ [S₀] — трение полужидкостное, пpи pψ²/µω; [S₀] — трение жидкостное.

Для случаев, когда чистота трущихся поверхностей соответствует Ra 0,4, прогиб шипа в подшипнике не превышает сумму высот неровностей и погрешности формы не превосходят половины допуска диаметра, приведена таблица 1 критических значений [S₀], при которых минимальная толщина слоя смазки h_min = 10 ÷ 15 мкм. С помощью чисел [S₀] можно определить критические значения скоростей v₂, при превышении которых наступает жидкостное трение:

Значения [S₀], соответствующие условной границе между полужидкостным и жидкостным трением (при pψ²/µω < [S₀] — трение жидкостное, пpи pψ²/µω > [S₀] — трение полужидкостное