Основы гидродинамической теории смазки

Создателем гидродинамической теории смазки является профессор Н.П.Петров. До него считали, что в подшипниках качения происходит трение одного тела (вала) о другое (вкладыш).

Н.П.Петров показал, что при вращении вал увлекает за собой смазочную жидкость, направляя ее в зазор между валом и вкладышем в нижней части (рис.6.11,а). От этого давление в зазоре между валом и вкладышем возрастает. Образуется своего рода масляный клин, вытесняющий вал вверх и влево (рис.6.11,б). При увеличении числа оборотов n вал всплывает. Таким образом, трения вала о вкладыш не происходит - сухое трение заменяется жидкостным. При увеличении числа оборотов вал стремится встать в центре отверстия во вкладыше (центр вала O₁ совпадает с центром подшипника О (рис. 6.11,в)).

Рис. 6.11

Вывод формулы Н.П.Петрова для силы трения основывается на следующем. При одинаковой толщине слоя смазки d

,

где u - окружная скорость.

При радиусе вала r и длине вкладыша l (рис.6.11,г) полная поверхность, по которой происходит трение

.

Тогда сила трения будет

.

Так как

,

то

.

Отсюда

.

Учитывая, что

,

где w - угловая скорость; n – число оборотов вала, получим

.

Так как слой смазки неодинаков по толщине, а всегда имеет место эксцентриситет e, то вводится поправочный коэффициент .

Окончательно формула Н.П.Петрова принимает вид

.