Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Декабря 2010 в 22:18, курсовая работа
Исследуем сплошной подшипник (Ω = 360 °С), имеющий размеры D=120 мм и В=120мм, который работает при нагрузке F=40000Н и при скорости Nj=45,00-1. Предполагается, что эти рабочие условия являются критическими для теплового баланса. Корпус подшипника, имеющий площадь поверхности А=0,3м2, и неразрезная втулка подшипника изготовлены из алюминиевого сплава. Вал изготовлен из стали. Смазочное масло подают через отверстие размером dL=5мм, расположенное диаметрально противоположно нагруженной зоне втулки подшипника. В качестве смазки используют масло со степенью вязкости VG 46 (ИСО 3448).
Эффективная динамическая вязкость смазочного материала при Teff=60 °С в соответствии с входными параметрами
Поток является ламинарным, поэтому настоящий стандарт для данного случая применим. Определим удельную нагрузку на подшипник в соответствии с уравнением :
Удельная нагрузка на подшипник допустима, так как < lim. Отвод тепла путем конвекции.
Эффективная угловая скорость согласно уравнению составляет:
Угловая скорость подшипника
Число Зоммерфельда согласно уравнению :
Относительный эксцентриситет является функцией величин So, B/D, W и определяется по таблицам
Минимальная толщина смазочного слоя согласно уравнению:
Удельный коэффициент трения согласно уравнению:
Коэффициент трения
Расход тепла, обусловленный мощностью трения, согласно уравнению:
Расход тепла через корпус подшипника и вал в окружающую среду согласно уравнению составляет:
Из соотношения Pth, f = Pth, amb следует, что
Так как T B, 1 > ТB,0 , то следует, что температура подшипника ТB,0=60 °С должна быть скорректирована. Скорректированное предположение о температуре подшипника
Таблица 4 – Результаты итераций
| Параметры | Единицы измерения | | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||
| TB,0=Teff | °С | 60 | 122,9 | 187,08 | 123,8 | |
| ηeff | Па с | 0,014 | 0,003 | 0,0019 | 0,0026 | |
| Ψeff | 1,48 | 2,23 | 3 | 2,25 | ||
| S0 | - | 2,05 | 21,72 | 62,08 | 25,5 | |
| ε | - | 0,8 | 0,748 | 0,88 | 0,78 | |
| hmin | м | 17,7 | 33,72 | 20 | 29,7 | |
| f'/ψeff | - | 2 | 2,6 | 1 | 2 | |
| Pf | Вт | 2007,6 | 3932,4 | 2034,7 | 3052,1 | |
| TB | °С | 374,6 | 695,4 | 379,12 | 548,68 | |
| TB,0 | °С | 122,9 | 187,08 | 123,8 | 157,72 | |
Однако и в этом случае не
выполняется разность
Для расчета принимаем VG32 и
В/D=0,75.
Отвод тепла смазочным материалом (смазка под давлением).
Предполагаемая температура смазочного материала на выходе:
Эффективная температура смазочного слоя:
Эффективная динамическая вязкость смазочного материала при Teff=70оС на основании заданных параметров составляет:
Изменение
относительного зазора в результате
воздействия температуры
Эффективный относительный зазор согласно уравнению:
Число Зоммерфельда :
Относительный эксцентриситет:
Минимальная толщина смазочного слоя согласно уравнению:
Удельный коэффициент трения:
Коэффициент трения составляет:
Расход тепла, обусловленный мощностью трения, согласно уравнению:
Расход смазочного материала вследствие развития внутреннего давления согласно уравнению:
Расход смазочного материала, обусловленного давлением подачи, согласно уравнению:
Расход смазочного материала согласно уравнению:
Расход тепла через смазочный материал согласно уравнению:
Из соотношения Pth, f = Pth, L получаем:
Так как Tех, 1 < Tех, 0, следует предположение, что температура выхода смазочного материала Tех, 0= 78 оС должна быть скорректирована.
Скорректированное предположение о температуре выхода масла:
Дальнейшие этапы итерации указаны в таблице 5.
На третьем этапе расчета разность между предполагаемой температурой выхода смазочного материала Tех, 0 и рассчитанной температурой выхода Tех, 1 составила менее 1 °С.
Следовательно, температура выхода смазочного материала Tех рассчитана с достаточной степенью точности.
Так как Tех < Tlim, то температура выхода смазочного материала находится в допустимых пределах.
Так как hmin > hlim, то минимальная толщина слоя смазочного материала находится в допустимых пределах.
Вместо итерационных расчетов можно воспользоваться методом графической интерполяции. Для этого проводят расчет для ряда предполагаемых температур ТB или Tех, которые охватывают диапазоны ожидаемых решений.
В таблице 5 представлены расчеты итераций температуры масла на выходе из подшипника
Таблица 4–Результаты итераций температуры масла на выходе из подшипника
| Этапы расчета | ||||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Ten | oC | 60 | 60 | 60 |
| Tex,0 | oC | 80 | 74,75 | 75,5 |
| Teff | oC | 70 | 67,38 | 67,75 |
| η eff | Па×с | 0,009 | 0,010 | 0,0095 |
| Ψ eff | - | 1,6×10-3 | 1,57×10-3 | 1,59×10-3 |
| So | - | 3,73 | 3,23 | 3,49 |
| ε | - | 0,825 | 0,824 | 0,822 |
| hmin | м | 16,8×10-6 | 16,6×10-6 | 16,9×10-6 |
| f΄/Ψeff | - | 2,20 | 2,34 | 2,29 |
| Pf | Вт | 2387,4 | 2491,7 | 2468 |
| Q3 | м3/с | 100×10-6 | 91,4×10-6 | 85,2×10-6 |
| Qp | м3/с | 39,32×10-6 | 34,4×10-6 | 37,7×10-6 |
| Q | м3/с | 139,32×10-6 | 125,8×10-6 | 122,9×10-6 |
| Tex,1 | oC | 69,5 | 71 | 70,9 |
| Tex,0 | oC | 74,75 | 75,5 | 75,45 |