Клизни лежај. Прорачун лежајева

За просторно фиксирање осовина и осовина и перцепцију оптерећења (аксијални, радијални) су носиве јединице. Квалитет израде и уградња лежајева утиче на перформансе и трајност машина.

Виевс

Која је разлика између клизног лежаја и котрљајућег лежаја? Нека врста трења унутар склопа лежаја. Клизни лежај трења је у директном контакту са вратилом или осовином, њихове површине су међусобно спојене. У ваљкастом лежају ове површине се не спајају једна са другом, раздвајају их сепаратори - куглице, ваљци, игле.

Клизни лежајеви, на којима се налазе фотографије, су радијални, потисни (такви лежајеви се називају потисни лежајеви), угаони контакт. Ове карактеристике указују на карактеристични правац оптерећења у лежишту у односу на аксијалну линију осовине.

Клизни лежај, обим

Употреба клизних лежајева је оправдана у случајевима када је потребно осигурати рад брзих осовина, будући да котрљајући лежајеви у неким режимима нису довољно издржљиви; када је прецизност уградње осовина и осовина, посебно брзих; осим ако су развијени стандардни ваљкасти лежајеви одговарајућих величина.

Друга ситуација је када клизни лежај има предност у односу на котрљајући лежај: потребно је одвојити кућиште лежаја током монтаже или демонтаже (за вријеме монтаже или поправке), на примјер, уградња врата цранксхафтс у носачима лежаја. Понекад се рад лежајног склопа мора одвијати у води или корозивном окружењу, због чега опасност од корозије онемогућава употребу котрљајућих лежајева. Поред ових, постоје и друге ситуације, на пример, економска корист од коришћења једноставнијих лежајева за замену ваљкастих лежајева, посебно за нискотемпературна кола не-одговорних механизама.

Уопштено, клизни лежај није тако чест као што се тврди роллинг беаринг

Конструкција и материјали

Клизни лежај је састављено тело и кошуљица, односно његова структурна схема је једноставнија од котрљајућег лежаја. Тело може бити чврсто или одвојиво. У овом другом случају, оба његова дела су причвршћена вијцима или сворњацима. Облога је направљена у облику рукава. У једноделном лежајном кошу може се направити у облику две одвојене половине, горње и доње. Навлака клизног лежаја је утиснута у кућиште. Иако је једноделни лежај једноставнији за дизајн, сплит верзија је много погоднија за инсталацију.

Ако је осовина изложена великим деформацијама или је немогуће прецизно монтирати механизам, користе се самоуспоредни лежајеви. Другим речима, потребан је сферични лежај.

Материјали за градњу: лијевано жељезо за труп (класе СЦХ 12-28 и СЦХ 18-36), бронза, лијевано жељезо и пластика за уметке. Бабитс и оловне бронзе, лагани анти-фрикциони материјали се монтирају на челичну, бронзану или ливену основу. Користе се и ливене гвоздене или бронзане лајсне са бобитним испуном. Ту су и дрвене кошуљице, па чак и рукави од иверице!

Неки материјали вам омогућавају да направите кошуљице које могу радити без додатног подмазивања.

Геометрија радних површина лежајева може бити различита. Цилиндрични, конусни, равни или сферични облици се могу примењивати у одговарајућим условима, а иста површина треба да буде спаривна површина вратила. Кожни и сферични лежајеви се користе ретко - први су погодни за мала оптерећења у условима систематске потребе за подешавањем зазора. Потоњи, самоподешавајући, могу да раде у условима укошења вратила у склопу лежишта.

Захтеви за лежајеве

Клизни лежај мора задовољити одређене захтјеве.

Прво, материјали и конструкција склопа морају осигурати минималне губитке трења и хабање осовине.

Друго, чврстоћа и крутост склопа лежаја морају бити довољни за дугорочно функционисање у условима стварног оптерећења.

Треће, монтажа, монтажа и одржавање лежајева треба да буде што једноставнија.

Четврто, димензије радних (контактних) површина лежаја треба да буду довољне да створе услове за ефективно дисипацију топлоте и перцепцију притиска који настаје када се рад обавља без истискивања мазива.

Греасе

Трење је непријатељ клизног лежаја. Поред трошења радних површина, повећано трење може изазвати озбиљно прегревање склопа.

Главно средство за сузбијање трења, уз избор оптималног зазора, прецизну уградњу и завршну обраду рубинских површина је мазиво.

Маст за подмазивање клизање може бити различито, може бити чврсто или текуће, гасовито или дебело (конзистентно). Јединствени механизми чак и раде са лежајевима на магнетном јастуку, тј. Магнетно поље игра улогу мазива! Али најчешће у техници подмазивања лежајних јединица користи се минерално уље у течном стању.

Као маст, такође се рабе масне мазива. Ова врста мазива је добро позната свакоме ко је наишао на ауто и пољопривредну опрему.

Код високотемпературне радне средине, течна или мазива мазива су тешка, готово немогућа за држање у лежишту - они истичу. У том случају спашавају се талк, тињац, графит и други типови чврстих мазива.

Текуће мазиво се доводи у радни простор лежаја помоћу специјалних система који раде на један од следећих начина: индивидуално или централизовано подмазивање, периодично или континуирано снабдевање мазивом, без принудног притиска или рад са таквим притиском. Периодично индивидуално подмазивање се врши помоћу брадавица са закретним поклопцем, а ту су и фитинзи за подмазивање притиска и назувице за подмазивање поклопца. Непрекидно индивидуално подмазивање захтева употребу фитиља или капљица.

Висока ефикасност лежаја може се постићи стварањем система хидродинамичког подмазивања, када се осовина изложена спољашњим силама ротира ексцентрично у кошуљици, увлачећи мазиво у настали зазор. Као резултат тога, формира се уљни клин са хидродинамичким притиском који обезбеђује тип течног трења.

Врсте трења

Дебљина слоја уља одређује начин рада лежаја: гранично, полу-суво, полу-текуће или текуће трење.

У граничном или полу-сувом режиму, дебљина слоја мазива је толико мала да тај слој губи својства флуида. У полутекућем или текућем начину рада, радне површине лежаја и осовине су одвојене слојем мазива, који покрива неправилности третиране површине. За чворове са фрикционим граничним режимом примењујемо поједностављени прорачун средњим притиском (п) или другим критеријумом, производом (пв).

Режим течног трења за рад клизног лежаја је најповољнији. Доприноси постизању високе отпорности на хабање. У овом случају, прорачун се заснива на теорији подмазивања (хидродинамички аспект).

Конвенционална граница између типова трења сматра се Соммерфелдовим бројем:

[С ₀ ] = п * μ / μ * ω,

где

[С0] је Соммерфелдов број;

П је просечни притисак у лежишту;

Ψ - релативни пречник пречника, однос стварне величине отвора до пречника величине монтажног вратила у лежају;

μ - динамичка вискозност уља;

рад, рад / с - угаона брзина лежаја.

Ови бројеви су дефинисани за различите типове и моделе лежајева и налазе се на одговарајућим табелама. Израчунава се стварна вредност С ₀ , затим се упоређује са вредношћу табеле и прави се закључак:

Када је С _0> [С ₀ ], трење је полу-флуидно.

Када је С ₀ <[С ₀ ] фрикциона течност.

Поједностављени прорачун

Први критеријум за израчунавање захтева задовољење следеће једнакости:

п ≤ [п],

где је [п] табеларна стандардна вредност максимално дозвољеног средњег притиска у лежишту;

П је израчуната вредност просечног притиска.

Ова провера одражава степен отпорности лежаја на хабање.

Други критеријум који захтева услов:

П * в ≤ [п * в],

где је в брзина клизања, м / с,

одражава топлотни стрес.

Вредности п и пв не одражавају утицај низа важних фактора (квалитет површине, степен хабања, итд.) На перформансе објекта прорачуна, што инжењере приморава да сам израчун рачунају као приближан.

Вредности [п] и [пв] дате су у референтним књигама, јер су просечне за различите типове лежајева.

Момент силе трења израчунава се по формули:

М _т = (1/2) * ф * л * д ² ,

где ф је табеларно коефицијент трења изабран је узимајући у обзир радне услове.

Прорачун дисипације топлине се израчунава као:

В = М * м * ω = ф * П * в,

Овде је брзина в изабрана и према табелама.

Брзина по којој се појављује феномен преласка граничног трења у полу-течност, одређена је Вогелполовом формулом:

в ₁ = П / 10 ⁷ * ц * μ * В,

где је П оптерећење на лежај, Н;

µ је вискозност уља (динамичка), Н * с / м ² ;

В = πд ² л / 4 - помак лежаја, м ³ ;

с - стални коефицијент додијељен у зависности од материјала:

- гвожђе - сиво 1 ... 2;

- антифрикција 1.5 ... 2.5;

- за бронзу и баббит, вредности су 2 ... 3 и 2.5 ... 4, респективно.

Горње вриједности су за самоподесиве лежајеве.

Изражавајући П до п, трансформишемо формулу Вогелпол:

в ₁ = П / 1,5 * 10 ⁸ * ц * μ

Поредећи брзину клизања в, коефицијент трења ф, брзину клизања в _{2 и} коефицијент трења ф ₂ , даћемо формулу коефицијента трења у лежишту:

ф ₁ ф ₁ - (в / в ₂ ) * (ф ₁ - ф ₂ )

Индикатори без индекса одговарају режиму пројектовања, индекс 1 припада моду преласка из граничног фрикционог процеса у полутекуће стање, индекс 2 је додељен индикаторима усвојеним за прелазак из полу-течног у течно трење. Заузврат, коефицијент трења ф2 одређен је формулом Фолд:

Прорачун у условима трења флуида

За овај случај, израчунавање лежајева је засновано на Реинолдсовој формули:

где је µ вискозитет уља, Н * с / м ² ;

х _м - размак у попречном пресјеку, гдје је максимални тлак, мм;

х је размак дефиниран у произвољном дијелу, мм;

в - брзина, м / с.

За обични лежај, ова једнаџба треба да се трансформише користећи поларне координате:

где је п притисак у лежишту, одређује се у произвољном делу под углом ϕ према линији центара;

µ је вискозност (динамичка);

∆ = ∆ / д је релативни размак између сучеља између осовине и лежаја;

χ = е / δ - релативна вредност ексцентрицитета;

δ је радијални зазор.

Из ове једначине добијена је формула за одређивање хидродинамичког капацитета оптерећења.

где је Фр - коефицијент интензитета, бездимензионална функција, одређена табелама.

Знајући да је вискозност уља одређена формулом:

Можете извести једнаџбу:

Коефицијент трења у лежају:

где је однос ф _т / ф _п одређен табелама референтних књига.

Количина топлоте одређује се по формули:

где д има димензију ум; Р - у Н; ω - у рад./с.

За термички прорачун лежаја (и за избор система за подмазивање) потребно је познавати потрошњу мазива. Одређује се мерењем течности која тече кроз празнине на крајевима зона - напуњених и истоварених -. Чак су и таква мјерења направљена за извучено уље кроз уторе намијењене за подмазивање. Затим, добијене вредности се деле на време током којег се узоркује пропуштено мазиво.

За другу потрошњу је:

где К = к ₁ + к ₂ + к ₃

- коефицијент без димензија.

У овој формули: к ₁ је табеларни коефицијент протока мазива кроз празнине на крајевима напуњене зоне;

- коефицијент потрошње мазива на крајевима празне зоне;

Овде је β коефицијент без димензија, табеларна вредност;

- пе - притисак у систему присилног подмазивања;

- коефицијент узимајући у обзир интензитет изливања уља кроз жљебове за подмазивање:

- θ - коефицијент без димензија, табеларна вредност;

Величине а и б се израчунавају помоћу формула:

а ≈ 0.05 д + (3) 5) мм;

б ≈ (0.20 ÷ 0.25) д

Једначина топлотног биланса за склоп лежишта је:

В = В ₁ + В ₂ ,

где је В одређен горњом формулом и означен знаком (*).

Количина топлоте која се преноси када је лежај подмазан

В ₁ = цК (т ₂ - т ₁ ), В

где је ц специфични топлотни капацитет уља, Ј / м ³ * дег;

К - потрошња уља, м3 / с;

т ₁ и т ₂ - температура подмазивања (индекс 1 на улазу и индекс 2 на излазу лежаја).

Количина топлоте која се испушта у околни простор масивним кућиштем лежаја:

В ₂ = кФ (т _М - т _Б ) В,

где је к табеларни коефицијент преноса топлоте, В / м2 дег. његове просечне вредности су у опсегу од 9 В 16 В / м2;

Ф - ваздушно испрана носива површина, м ² ;

т _М - средња температура мазива у радном подручју;

т _Б - температура ваздуха.

Температура уља у зони оптерећења лежаја није позната унапред, по правилу, и стога је одређена вредностима одређене просечне температуре мазива. Због тога, хидродинамички прорачун лежаја мора бити изведен итерацијом (узастопним апроксимацијама).

Исти итерациони метод одређује оптималне вредности ψ, вискозности уља µ. Решења морају задовољити услов:

В = В ₁ + В ₂

Аксијални лежајеви, који су нека врста лежајева који опажају аксијално оптерећење, раде у стању само граничног или полу-флуидног трења.

Беаринг продуцтион

Погон клизних лежајева, по правилу, је специјализовано предузеће. Произведене су као готове јединице, али одвојено. Постројења обављају и поправке оштећених или истрошених лежајева. У склопу капацитета су и механичке и термалне радње, монтажне линије, које често раде у аутоматском режиму. Опрема је такође доступна за прскање премаза на површинама за трљање како би се повећала отпорност на хабање и смањио коефицијент трења лежајног склопа. Клизни лежајеви, чије су фотографије дате у чланку, служе као одлична илустрација високог техничког нивоа производње ових производа.

Закључак

Упркос чињеници да клизни лежајеви нису уобичајени као ваљкасти лежајеви, они поуздано заузимају своју нишу, испуњавају захтеве за њих, а њихова технологија производње се стално побољшава.