Для данной посадки минимальный запас на износ

Проверим тепловой расчет.

По формуле (2.23) определяем коэффициент загруженности:

По табл. 2.1 и 2.2 находим соответственно , . Тогда

По формуле (2.25) определяем мощность теплообразования:

Определяем теплоотвод через корпус и вал подшипника по уравнению (2.26):

Избыточную теплоту удаляем принудительной прокачкой масла.

Определим объем масла, прокачиваемого через подшипник по формуле (2.27):

.

Пример № 2.Подобрать посадку для подшипника с углом охвата 180º (d=150 мм, l = 180 мм), работающего при n = 600 мин^-1 под нагрузкой R=58,8 кН. Вкладыш выполнен из цинкового сплава ЦАМ 10-5 с шероховатостью поверхности, соответствующей ; цапфа стальная закаленная ( ). Для смазывания подшипника применяется индустриальное масло И-20, имеющее при t_раб.=50ºС динамическую вязкость . Прогиб цапфы незначителен, имеют место частые остановки и пуск машины. Окружная скорость цапфы

.

Угловая скорость

.

Существующий метод расчета. Определяем относительный зазор в подшипнике

.

В качестве оптимального принимаем диаметральный зазор

.

Коэффициент нагруженности подшипника получаем из формулы

,

тогда

.

Относительный эксцентриситет при l/d=1,2 и C_R=2,93 находим по таблице 2.1 .

Наименьшая толщина масляного слоя при найденном диаметральном зазоре равна

.

Для обеспечения жидкостной смазки необходимо удовлетворить условие неразрывности масляного слоя . Приняв и , получим

, т.е. .

Коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя

т.е. запас достаточный.

Приведенный расчет показывает, что при подшипник работает в условиях жидкостной смазки. Указанному зазору, который принимаем за средний наиболее близко соответствует посадка Ø 150Н7/d7 с зазорами: , и (рис. 3.2).

Рис. 2.6 Схема полей допусков к расчету посадок с зазором.

S_maxF – максимальное значение функционального зазора; S_minF – минимальное значение функционального зазора; S_u – величина запаса на износ; S_maxТ – максимальное табличное значение зазора; S_minТ – минимальное табличное значение зазора; S_m – величина среднего зазора; D – диаметр отверстия

Новый метод расчета. В соответствии с принципами, функциональной взаимозаменяемости и принципами выбора допусков и посадок, приведенный ниже расчет недостаточен. Для повышения долговечности необходимо создать запас на износ S_и. Для этого следует определить наименьший зазор , при котором обеспечивается жидкостная смазка ( ), затем по выбрать посадку и найти наибольший зазор , при котором еще сохраняются жидкостная смазка и работоспособность подшипника. Зная запас на износ

и скорость изнашивания сопрягаемых деталей, можно определить время надежной работы соединения.

Для определения предельных функциональных зазоров найдем среднее давление

.

Коэффициент r=0,972. для наименьшего зазора принимаем t = 70^ºС и . Для получения значений соответствующих параметров используем формулу:

Рис.2.7 Зоны устойчивости I и неустойчивости II работы подшипника скольжения в зависимости χ при заданном l/d.

Ближайшей посадкой является посадка Н7/f7 c наименьшим зазором . Тогда расчетное значение относительного эксцентриситета . По мнению некоторых исследований, не следует принимать значения χ, при которых возможны неустойчивый режим работы подшипниковой пары и вибрации вала (рис. 2.7). Чтобы избежать вибраций вала, выбираем другую ближайшую посадку по ГОСТ 25347-82: Ø 150Н7/е7 с зазорами ; и (см. рис. 2.6). Проверим, обеспечивается ли при наименьшем зазоре этой посадки жидкостная смазка. Для этого определим коэффициент нагруженности подшипника при по формуле:

.

По таблице 2.1 при и находим .

Определим наименьшую толщину масляного слоя по ранее приведенной формуле

Коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя:

, т.е. запас обеспечивается.

Расчет показывает, что посадка по наименьшему зазору выбрана правильно, так как при обеспечивается жидкостная смазка. Следовательно, указанный зазор можно принять за .

Определим наибольший функциональный зазор . Для наибольшего зазора принимает и . Найдем значение , подставив значения соответствующих параметров в формулу:

Проверим, обеспечивается ли при таком зазоре жидкостная смазка. Относительный зазор . Коэффициент нагруженности подшипника по уже известной формуле

.

По значению находим относительный эксцентриситет . Далее определяем h_min

При этом коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя

Таким образом, при обеспечивается жидкостная смазка.