А.1.2 Розрахунок і вибір посадок із зазором

Визначимо оптимальний зазор для забезпечення рідинного тертя в з'єднанні вал-вкладиш, а також найменший і найбільший зазори. Дано з'єднання вал-вкладиш з параметрами (рис. 4.2): d =80 мм – номінальний діаметр з'єднання; l= 100 мм - довжина підшипника; олія індустріальна 50; R =5000 H - радіальне навантаження на підшипник; n= 750 хв^-1 - частота обертання; =1 мкм - шорсткість поверхні вала; =2 мкм - шорсткість поверхні отвору; t= 70 °C - робоча температура; матеріал вала - сталь 45, ; матеріал вкладиша - бронза БрАЖ9-4, ; α _В, α _А - коефіцієнти лінійного розширення матеріалів. На рисунку 4.2, а показане положення вала в підшипнику в стані спокою під дією зовнішнього навантаження і власної ваги. Вал видавлює змащення і контактує з підшипником по нижній утворюючій, по верхній частині утвориться зазор S і вісь вала знаходиться нижче осі вкладиша на величину S/ 2.

В робочій парі (рис.4.2, б) олія прагне потрапити в зазор між валом і вкладишем, розклинити їхні поверхні і змістити вал у бік обертання. При цьому товщина масляного шару буде визначатися величиною h_min, а зазор на протилежній стороні буде дорівнювати S-h_min.

Оптимальний зазор, що забезпечує max товщину масляного шару:

,

де - оптимальний відносний зазор:

де =1,13 – коефіцієнт, що враховує кут охоплення і відношення l/d = 100/80 = 1,25;

µ- динамічна в'язкість оливи: ,

де µ₅₀=0,05 Па∙с - динамічна в'язкість при t= 50 °C, табл. 4.3;

m= 2,7 - показник ступеня, що залежить від кінематичної в'язкості олії;

v= 50∙10⁶ м²/с при t= 50° C, табл. 4.5;

Р - середній тиск на опору:

Па.

Тодi

Максимально можлива товщина масляного шару між тертьовими поверхнями

де - максимально можлива для даного режиму відносна товщина масляного шару.

Тоді м.

Середній зазор при нормальній температурі (20 °С) для вибору посадки зі стандартних полів допусків:

,

де .

Тоді S_СP = 128∙10^-6-25∙10^-6 = 103∙10^-6 м = 103 мкм.

По таблиці СТ СЭВ 144-75 [3] вибираємо посадку, у якій середній зазор найбільш близький до розрахункового SCP та приймаємо посадку з зазором у системі отвору . Cхема розташування показана на рисунку А.3. . . .

Мінімальне і максимальне значення зазору з урахуванням шорсткості поверхонь, що сполучаються, і їхніх температурних деформацій:

Товщина масляного шару при S_Дmin і S_Дmax:

,

де і - значення відносного ексцентриситету [1] у залежності від коефіцієнта навантаження C_R підшипника;

; , де

По довідковим даним (табл. 4.6) відносний ексцентриситет при l/d =100/80=1,25 і коефіцієнтах навантаження

Тоді

Перевірка умови наявності рідинного тертя, обчисливши коефіцієнт запасу надійності по товщині масляного шару (К_ЖТ>2):

де ∆ _g =2 мкм - добавка, що враховує вплив прогину вала й інші невраховані фактори.

.