18.8. Тепловой расчет подшипника
В простейшем расчетном случае при малых нагрузках Fr, отсутствии торцового истечения и малом эксцентриситете окружная сила трения
где ndl — площадь смоченной поверхности цапфы.
При постоянном градиенте скорости (рис. 18.5)
Коэффициент трения
 |
Эту формулу называют формулой Н. П. Петрова и она справедлива при χ ® 0 и /» d .
В действительных условиях χ * 0 и градиент скорости в масляном слое изменяется в связи с изменением величины зазора. Уточненную формулу для силы трения получают интегрированием элементарной силы вязкого трения по всей поверхности цапфы с учетом торцового истечения масла
где Ст — безразмерный коэффициент сопротивления вращению, который может быть вычислен по приближенной формуле
Уточненное значение коэффициента трения
Ст μω
Ψ Pm
или с учетом формулы (18.4)
Зависимость коэффициента трения / от параметра Λ = μω/ρ„, (рис. 18.6) называют диаграммой Герси, или диаграммой трения. На этой диаграмме можно выделить три области: / — область граничного трения, соответствующая большим нагрузкам и малым скоростям скольжения (/ = 0,1...0,2); II — область полужидкостного трения, вплоть до минимального значения коэффициента трения (/ = 0,0005...0,005 ); III— область жидкостного трения.
В зоне жидкостного трения подшипник обладает свойством автоматически восстанавливать значение параметра Л при любом изменении входящих в него величин. Если, например, произошло увеличение угловой скорости ω, то в соответствии с диаграммой это приводит к увеличению коэффициента трения. Следовательно, возрастает тепловыделение и температура.
|
Рис. 18.6. Диаграмма Гере и |
С увеличением температуры вязкость масла уменьшается и значение параметра Л восстанавливается. Легко убедиться, что любые другие изменения величин μ, ω и рт приведут к тому же результату. Работа подшипника в области жидкостного трения является предпочтительной или необходимой. В периоды пусков и остановок работа гидродинамических подшипников неизбежно сопровождается работой в первых двух областях, что приводит к увеличению сил трения и износу.
18.8. Тепловой расчет подшипника
Тепловой расчет выполняют в целях определения средней температуры подшипника и динамической вязкости масла, которые необходимы для вычисления несущей способности масляного слоя