Вязкость воздуха (хЮ в кГ/сек-м- в зависимости от температуры

и давления

ПЛАВА [V

УСЛОВНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ § 12. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Оптимальные условия работы опор скольжения обеспечиваются при жидкостном трении, когда смазочный слой полностью отделяет поверхности цапфы и подшипника друг от друга; на кривой Герси-Штрибека этому процессу соответствует ветвь 2-3 (см. фиг, 1). Работоспособность подшипника обусловлена вязкостью смазки и ее количеством, проходяшим через зазор в единицу времени; коэффициент трения весьма мал, потери на трение не выше, чем в опорах качения, износ рабочих поверхностей практически пренебрежимо мал. Однако такой режим работы может быть реализован лишь при определенных соотношениях ряда параметров - скорости скольжения, вязкости смазки, удельной нагрузки, размеров подшипника и пр.; анализ этих условий и метод расчета подшипников, работающих в режиме жидкостного трения, рассмотрены в § 13.

Для многих опор, работающих с большой удельной нагрузкой и .малой скоростью скольжения, режим жидкостного трения неосуществим, характер изменения коэффициента трения иллюстрируется ветвью 2-1 кривой (см. фиг. 1), относящейся к полу- i жидкостному трению. С возрастанием удельной нагрузки и уменьшением скорости скольжения, а также в опорах с реверсивным или неполным (жачательным) вращением цапфы полужидкостное трение может перейти в граничное (участок i - /о кривой фиг. 1), со значительно большим коэффициентом трения. R каждом из рассмотренных режимов работы должны быть соблюдены условия, определяемые расчетом, гарантирующие требуемую работоспособность опоры. Таким образом, намечаются как бы три особых метода расчета опор скольжения в зависимости от характера режима работы и условий эксплуатации. Однако между полужидкостным и жидкостным трением трудно провести четкую границу, и в расчетной методике для этих двух случаев имеются сходные критерии. Что же касается граничного трения, то такой режим не может быть отнесен только к одной какой-

либо группе опор, та,к как все подшипники, независимо от основного эксплуатационного режима, обязательно проходят через граничное трение при пуске и останове машины. Продолжительность таких периодов может колебаться в значительных пределах, например, для электродвигателя время разгона от нуля до номинальной скорости вращения измеряется секундами, а для паровой турбины большой мощности необходимо перед пуском вращать ротор с малой угловой скоростью (порядка Ш- 20 об/мин) в продолжение нескольких десятков часов. Работоспособность и долговечность опоры при граничном трении определяется уже не вязкостью ма.Сла, а антифрикционными и механическими свойствами материалов трущихся деталей и прочностью тонкой (порядка 0,1 мк) адсорбированной пленки, образующейся на поверхностях трения. Расчет опор скольжения в таких случаях выполняется как проверочный и носит название условного (элементарного) расчета.

§ 13. РАСЧЕТ ОПОР СКОЛЬЖЕНИЯ ПО [р] И [pv]

Расчет подшипников скольжения, работающих в режиме, близком граничному трению, выполняется обычно как провероч- ый, так как размеры подшипника (длина / и диаметр d) определяются конструктивно в соответствии с размерами вала и

оптимальным для данного типа опор отношением . Выбор

расчетных критериев обусловлен следующими соображениями. Прочность целого вкладыша или антиф-рикционного слоя его при статической нагрузке зависит от величины удельного давления. Логично было бы исходить из максимального ее значения, но для этого необходимо учесть фактическую зону контакта цапфы и подшипника, жесткость деталей, погрешности формы, закол распределения нагрузки по длине и ширине поверхности контакта, принять во внимание, что в действительности нагрузка не статическая, а меняющаяся во время эксплуатации, и т. д. .Вследствие крайней сложности такой задачи, в качестве критерия прочности было принято среднее удельное давление р; расчетная величина р не должна превышать допускаемого значения [р], устанавливаемого опытным путем. Значения [р] для различных подшипниковых материалов приведены е та.бл. 1-10.

Второй критерий связан с прочностью адсорбированной пленки и условия.ми сохранения смазывающей способности масел; эти свойства в основном зависят от температуры рабочей зоны подшипника, устанавливающейся в соответствии с выделением и отводом тепла. Тепловыделение при преодолении силы трения можно определить по уравнению

W - ккал!сек,