Параметры работоспособности подшипников

Несущая способность подшипника

Параметром, характеризующим несущую способность подшипника, является коэффициент нагруженности (безразмерное число Зоммерфельда). Коэффициент нагруженности определяется по формуле:

 

,где

F- среднее давление в подшипнике, Па;

ψ– относительный зазор;

η– динамическая вязкость, Па×с;

ω– угловая скорость вала, рад/с.

Коэффициент нагруженности показывает, в каких условиях смазки работает подшипник. По его величине определяется минимальная толщина слоя смазки.

Минимальная толщина масляного слоя в подшипнике на режиме жидкостного трения равна:

,где

и шероховатости поверхностей соответственно вала и вкладыша.

 

Запас надёжности работы подшипника по толщине масляного слоя определяется как отношение критического коэффициента нагруженности к рабочему:

Рис.3. Изменение коэффициента нагруженности в зависимости от эксцентриситета.

 

При работе двигателя режим работы подшипников постоянно изменяется: изменяется нагрузка на подшипник, изменяется частота вращения коленчатого вала, в зависимости от температуры смазочного масла меняется его вязкость.

Для оценки работоспособности подшипников определяют несущую способность в диапазоне изменения значений параметров режима работы подшипника.

Из всех аргументов функции коэффициента нагруженности в процессе эксплуатации двигателя изменяется только один – относительный зазор в подшипнике. По мере увеличения зазора будет увеличиваться коэффициент нагруженности, будет увеличиваться и относительный эксцентриситет, минимальная толщина масляного слоя будет уменьшаться.

Зазор в подшипнике, при котором минимальная толщина масляного слоя достигнет критического значения, называется предельным.

 

Расчёты

1. Таблица исходных данных

Размеры деталей и режим работы шатунных подшипников коленчатого вала

Модели двигателей	MITSUBISHI (8DS81,82)
Диаметр нижней головки шатуна
Диаметр шейки вала	89,94
Толщина вкладыша	2,513
Ширина подшипника
Шероховатость поверхности вала	1,2
Шероховатость поверхности вкладыша	3,6
Диапазон средней нагрузки на подшипник	1,5-4
Диапазон частоты вращения коленчатого вала	800-3000
Динамическая вязкость масла	0,01

 

2. Определение коэффициента нагруженности и запаса надёжности.

Нагрузка на подшипник: =4МПа

Результаты расчёта
Диаметральный зазор	Максимальный	0,069
	Минимальный	0,034
	Средний	0,0515
Радиальный	Максимальный	0,0345
	Минимальный	0,017
	Средний	0,02575
Относительный зазор	0,000572604
Коэффициент нагруженности	0,204922058
Критическое значения минимальной толщины масляного слоя	4,8	0,0048
Значение относительного эксцентриситета	0,813592233
k	0,422503891
Фкр	0,8
Запас надёжности	3,903923313