Коэффициент трения при жидкостной смазке

По формуле Петрова

По формуле Фогельполя

По формуле Орлова

Или

При значениях близких к единице, достаточно точно

Минимальный коэффициент трения при данном условии

Относительный зазор, при котором коэффициент трения минимален

Т.е. численно равен минимальному значению коэффициента трения. Из условия в диапазоне коэффициент трения

Расчёт диаметра подшипника скольжения

Для заданного значения нагрузки Р и динамической вязкости жидкого смазочного материала и обеспечения условия диаметр подшипника скольжения находится по зависимости

Значения m из таблицы

Посадки ………………….c8 d9 d8 f9 e8 f8 f7 f6

m…………………………..23 21,5 17 13 12 9 7,5 6

1.3. Гидростатическая жидкостная смазка

Разделение трущихся поверхностей в подшипнике скольжения можно осуществить не только в динамике (при вращении вала), но и в статике, когда вал неподвижен. Это очень важно в момент начала вращения вала. Что обеспечивается подачей в зону контакта вала с подшипником жидкого смазочного материала под высоким давлением, создаваемым установленным вне подшипника насосом. Такой режим разделения трущихся поверхностей получил название «гидростатическая жидкостная смазка», а подшипник, в котором реализуется этот режим, – «гидростатический подшипник жидкостного трения».

Для гидростатической смазки требуется давление масла порядка 20…30 МПа. Необходимый поток масла Q для реализации режима гидростатической смазки можно рассчитать по зависимости

(1.10)

Воспринимаемую подшипником скольжения нагрузку F по зависимости

F= (1.11)

Производительность Р насоса, нагнетающего смазочный материал между контактирующими поверхностями по зависимости

(1.12)

Где перепад давления на входе и выходе из подшипника,

– толщина масляной плёнки,

– динамическая вязкость смазочного материала

– геометрические размеры карманов

– номинальное давление

1.4. Эластогидродинамическая смазка

Этот режим смазки реализуется в подшипниках качения и зубчатых зацеплениях. Предпосылкой для возникновения пленки смазочного материала является рост вязкости смазочного материала при высоких контактных напряжениях и упругие деформации контактирующих тел.

, (1.13)

где - вязкость смазочного материала при = 0, ;

- давление на контакте, ;

- пьезокоэффициент вязкости, , для минеральных масел, .

Для ориентировочных расчетов пьезокоэффициента вязкости можно воспользоваться корреляционной формулой Вустера

. (1.14)

Эпюра давлений в смазочном слое и вид контакта представлен на рис.1.2, т.е. на выходе имеется сужающаяся щель и соответствующий сужению всплеск давления.

В наиболее узком месте увеличивается скорость течения и растет вязкость масла под действием давления. При выходе из зазора вязкость масла резко падает.

Наибольшее влияние на распределение максимума давления оказывает параметр скорости .

, (1.15)

где - вязкость смазочного материала, ;

- скорость скольжения на контакте, ;

- эквивалентный модуль продольной упругости, Па;

- эквивалентный радиус кривизны, м.

Минимальная толщина масляной пленки также зависит от параметра скорости, т.е. возрастает с его ростом.

Сила трения, возникающая при эластогидродинамической смазке при чистом качении, изменяется с изменением параметра скорости и в первом приближении прямо пропорциональна толщине пленки смазочного материала.

Существенное влияние на режим эластогидродинамической смазки оказывает шероховатость контактирующих поверхностей. Условной мерой реализации эластогидродинамической смазки является коэффициент толщины пленки .

При > 3 топография поверхности не оказывает влияние на свойства пленки;

при 2< <3 увеличение поперечной шероховатости приводит к росту толщины пленки;

при 1< <2 на толщину пленки превалирующее влияние оказывает продольная разнотолщинность, что характерно для реальных режимов трения;

Рис. 1.2. Эпюра распределения скоростей, форма зазора между контактирующими при качении цилиндрами и ориентировочная эпюра распределения в нем давления масла:

1 - контактирующие поверхности; 2 - масло; 3 – эпюра давления масла; 4 - распределение давления по Герцу для несмазанных поверхностей; - координаты концов смазочного слоя

при возникает смешанное трение с небольшой долей нагрузки, приходящейся на микронеровности;

при =1,5..2,5 возникают только отдельные контакты, которые исчезают при > 2,5, обеспечивая режим гидродинамической жидкостной смазки.

После приработки толщина пленки смазочного материала, необходимая для обеспечения жидкостного трения, уменьшается в некоторых случаях до 10 раз.

Коэффициент толщины масляной пленки - может быть найден из зависимостей для:

подшипников качения

; (1.16)

зубчатых зацеплений

; (1.17)

; ;

где = 0,7; 0,75 при угле контакта для шарикоподшипников радиальных и радиально-упорных соответственно,

=1 - для роликоподшипников,

- средний диаметр подшипника, м,

- вязкость смазочного материала при атмосферном давлении, ,

- пьезокоэффициент вязкости, ,

- эквивалентная нагрузка, H,

, - шероховатости контактирующих поверхностей, м,

- число оборотов, ,

- диаметр делительной окружности шестерни, м,

- угловая скорость шестерни, ,

- угол зацепления, град,

- передаточное число.