Выбор посадки подшипника скольжения и расчет зазоров.

 

Посадку Н7/f7 применяют в подшипниках скольжения при умеренных и постоянных скоростях и нагрузках, в том числе в коробках скоростей, центробежных насосах; для вращающихся свободно на валах зубчатых колес, а также колес, включаемых муфтами; для направления толкателей в двигателях внутреннего сгорания. Более точную посадку этого типа - H6/f6 используют для точных подшипников, золотниковых пар гидравлических передач легковых автомобилей.

Посадки H8/f8; H8/f9; Н9/f9 применяют для подшипников скольжения при нескольких или разнесенных опорах, для других подвижных соединений и центрирования при относительно невысоких требованиях к соосности (крупные подшипники в тяжелом машиностроении, посадки сцепных муфт, поршней в цилиндрах паровых машин, направление поршневых и золотниковых штоков в сальниках, центрирование крышек цилиндров).

Посадки Н7/е7; Н7/е8(предпочтительные); H8/е8 и Н8/е9 применяют в подшипниках при высокой частоте вращения (в электродвигателях, в механизме передач двигателя внутреннего сгорания), при разнесенных опорах или большой длине сопряжения, например, для блока зубчатых колес в станках. Посадки H8/d9; H9/d9 применяют, например, для поршней в цилиндрах паровых машин и компрессоров, в соединениях клапанных коробок с корпусом компрессора (для их демонтажа необходим большой зазор из-за образования нагара и значительной температуры). Более точные посадки этого типа Н7/d8; H8/d8 применяют для крупных подшипников при высокой частоте вращения.

Н7/с8, Н8/с9 - характеризуются значительными гарантированными зазорами, используют для соединений с невысокими требованиями к точности центрирования. Наиболее часто эти посадки назначают для подшипников скольжения (с различными температурными коэффициентами линейного расширения вала и втулки), работающих при повышенных температурах (в паровых турбинах, двигателях, турбокомпрессорах, турбовозах и других машинах, в которых при работе зазоры значительно уменьшаются вследствие того, что вал нагревается и расширяется больше, чем вкладыш подшипника).

Согласно выбранной посадки становятся известными предельные отклонения для вала (ei, es) и отверстия (EI, ES). При расчете зазоров диаметр отверстия равен диаметру вала .

Минимальный диаметр отверстия , мм определяется по формуле

(7)

 

 

Максимальный диаметр отверстия , мм определяется по формуле

(8)

Минимальный диаметр вала , мм определяется по формуле

(9)

Максимальный диаметр вала , мм определяется по формуле

(10)

Минимальный радиальный зазор , мм в подшипнике определяется по формуле

(11)

Максимальный радиальный зазор , мм в подшипнике определяется по формуле

(12)

Радиальный зазор в подшипнике , мм определяется по формуле

(13)

Относительный зазор , мм в подшипнике вычисляется по формуле

(14)

Где ;

В процессе работы подшипника выделяется тепловая энергия, поэтому необходимо учитывать тепловое расширение материалов подшипника.

Изменение относительного зазора в результате теплового воздействия в подшипнике составит

(15)

Где - коэффициент линейного теплового расширения материала вкладыша подшипника, К^-1;

- коэффициент линейного теплового расширения материала вала, К^-1;

- эффективная (рабочая) температура подшипника

Таблица 4 Коэффициент линейного теплового расширения некоторых материалов

Материал	*10-6 , К-1
Бронзы (БрО10Ф1)	18,6
Алюминиевые сплавы (АО 20-1)
Стали
Чугуны
Баббиты

 

Эффективный относительный зазор , мм в подшипнике вычисляется по формуле

(16)

При известной рабочей темпетатуре подшипника, необходимо вычислить эффективную динамическую вязкость выбранного смазочного материала в соответствии с п..

Эффективная динамическая вязкость , Па*с жидкого смазочного материала вычисляется по формуле

(17)

- плотность жидкого смазочного материала при рабочей температуре, кг/м³;

- показатель степени зависящий от сорта жидкого смазочного материала.

Средние значения показателя степени в зависимости от кинематической вязкости , сСт масла представлены в таблице 5.

Таблица 5 средние значения показателя степени

, сСт							120 и более
	1,9	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0

 

Плотность масла зависит от температуры

(18)

Где - температурная поправка, определяемая по таблице.

- плотность масла при 20⁰С, кг/м³

Таблица 6 Значения температурной поправки.

Плотность масла кг/м3	Температурная поправка на 1°		Плотность масла кг/м3	Температурная поправка на 1°
800-810	0,000765	880-890	0,000660
810-820	0,000752	890-900	0,000647
820-830	0,000738	900-910	0,000633
830-840	0,000725	910-920	0.000620
840-850	0,000712	920-930	0,000607
850-860	0,000699	930-940	0,000594
860-870	0,000686	940-950	0,000581
870-880	0,000673	950-960	0,000567

 

Параметром, характеризующим несущую способность подшипника, является критерий нагруженности подшипника (число Зоммерфельда) , которое вычисляется по формуле

(19)

Коэффициент нагруженности находят численным интегрированием с учетом конечной длины подшипника и границ смазочного слоя. Подшипник называют полным, если он охватывает шип по всей окружности и смазка подается в зону максимального зазора. При дуге охвата 180° и подводе смазки в плоскости, перпендикулярной к вектору нагрузки, подшипник называют половинным; если в месте подвода смазки сделаны выемки (карманы), уменьшающие эффективный угол обхвата до 120° (рис. 2), то подшипник называют 120°-ным.

Рис. 2. Схема 120°-ного подшипника.

 

Относительный эксцентриситет определяется по графикам в зависимости от значений критерия нагруженности , относительная длина подшипника , и дуги охвата шипа вкладышем, т. е.

Минимальная толщина смазочного слоя вычисляется по формуле

(20)

Условие отсутствия контакта поверхностей по вершинам шероховатостей

(21)

Где

- параметр шероховатости вала, мкм;

- параметр шероховатости вкладыша, мкм;

- прогиб вала на длине подшипника, мкм;

- максимальный прогиб вала, мкм.

Максимальный прогиб вала рассчитывается согласно схеме нагружения вала.

Схема 1
Схема 2
Схема 3
Схема 4

Где - геометрический момент инерции сечения вала, мм⁴;

- расстояние между опорами, мм.