AKADEMIA TECHNICZNO - ROLNICZA

W BYDGOSZCZY

WYDZIAŁ MECHANICZNY

LABORATORIUM Z EKSPLOATACJI MASZYN

Ćw. nr. 6

TEMAT: Badanie i ocena wpływu oddziaływania wybranych czynników

na nośność łożyska hydrodynamicznego.

ROK IV

GRUPA C

Skład zespołu:

Wesołowski Przemysław

Bednarski Marek

Predel Sebastian

Borowski Sylwester

BYDGOSZCZ 1998 r.

1. CEL ĆWICZENIA .

Celem ćwiczenia jest poznanie czynników, mających wpływ na zjawisko powstawania warstwy nośnej smaru w hydrodynamicznym łożysku ślizgowym oraz nabycie umiejętności dokonywania pomiarów wartości tych czynników, które decydują o nośności tzw. Klina smarnego w łożysku ślizgowym.

2 . CZĘŚĆ TEORETYCZNA .

Smarowanie hydrodynamiczne polega na samoczynnym powstawaniu warstwy nośnej smaru, tzw. Klina smarnego, oddzielającego całkowicie odpowiednio ukształtowane i będące w ruchu względem siebie powierzchni elementów maszyn oraz równoważącej zewnętrzne obciążenie tych elementów.

Ciśnienie hydrodynamiczne powstaje wówczas, gdy spełnione są kryteria dotyczące:

• wartości prędkości względnej ruchu współpracujących ze sobą powierzchni elementów maszyn,

• odpowiedniej lepkości dynamicznej oddzielającej je cieczy,

• odpowiedniego ukształtowania czopa i panwi, oraz chropowatości ich powierzchni,

• stałego dopływu smaru do węzła ślizgowego,

Spełnienie powyższych kryteriów umożliwia powstanie cisn9enia hydrodynamicznego o takiej wartości, która zapewnia optymalny rodzaj tarcia - tarcie płynne. Zdolność samoczynnego wytwarzania ciśnienia w warstwie smaru oraz utrzymanie tej warstwy, większej od sumy nierówności współpracujących ze sobą powierzchni elementów łożyska ślizgowego, jest podstawową zaletą smarowania hydrodynamicznego. Wadą tego smarowania jest występujące w okresach rozruchu i zatrzymywania maszyn tarcie mieszane, spowodowane obniżeniem wartości parametrów poniżej wartości kryterialnych, będące przyczyną intensywnego zużycia powierzchni współpracujących elementów maszyn w obszarach bezpośredniego styku wierzchołków ich nierówności. Stosowane w budowie maszyn łożyska ślizgowe są odporne na obciążenia dynamiczne, odznaczają się prostą i zwartą budową, jak również niskim kosztem ich eksploatacji. Z tych tez powodów są często stosowane w różnego rodzaju maszynach.

3.BUDOWA STANOWISKA BADAWCZEGO.

1 - Czop wykonany ze stali 45

2 - Panew wykonana z brązu 555

3 - Łożysko kulkowe

4 - Silnik elektryczny o mocy 1.5 kW

5 - Siłownik hydrauliczny

6 - Czujnik pomiarowy VEGA BAR 106:

1. power supply: 12 - 36 V DC

2. signal 4 - 20 mA

3. range: 0 - 40,0 BAR

4. rejestrator o zakresie 0 - 40 BAR

7 - Przekładnia pasowa

8 - Zbiornik oleju

9 - Stojak

4.TABELE POMIAROWE.

Tabela 1 (n=const)

θ

n = const. = 480 obr\min

P1 = 1000 N

P2 = 2000 N

P3 = 3000 N

P4 = 4000 N

θmax =

Pmax =

ψ =

θmax =

Pmax =

ψ =

θmax =

Pmax =

ψ =

θmax =

Pmax =

ψ =

Pteor.

Pdośw.

Pteor.

Pdośw.

Pteor.

Pdośw.

Pteor.

Pdośw.

51^o

0,48

0,59

0,75

0,93

Tabela 2 (P=const)

θ

P = const. = 2000 N

n1 = 634 obr\min

n2 = 563 obr\min

n3 = 527 obr\min

n4 = 445 obr\min

n5 = 445 obr\min

θmax =

Pmax =

ψ =

θmax =

Pmax =

ψ =

θmax =

Pmax =

ψ =

θmax =

Pmax =

ψ =

θmax =

Pmax =

ψ =

Pteor.

Pdośw.

Pteor.

Pdośw.

Pteor.

Pdośw.

Pteor.

Pdośw.

Pteor.

Pdośw.

51^o

0,73

0,7

0,68

0,67

0,65

5.OBLICZENIA TEORETYCZNE.

Parametry badanego łożyska:

D = 100 mm = 0,1 m

R = 50 mm = 0,05 m

β = 360°

Ustalono pasowanie H8\f8

dla otworu φ

dla wałka φ

Materiał czopa: stal 45

Materiał panwi: brązu 555

Olej Lotos 15W40

Wzory stosowane w obliczeniach:

1. luz promieniowy c między czopem a panwią łożyska

2. wartość parametru obciążenia A , stanowiącego rozszerzoną postać równania Reynoldsa

c) wartość maksymalna ciśnienia dynamicznego:

Wyniki obliczeń:

Tabela 1 (n=const)

n [obr/min]	480	480	480	480
P [N]	1000	2000	3000	4000
u	2,513274	2,513274	2,513274	2,513274
A	0,000737	0,001105	0,001473	0,001842
E	0,000368	0,000552	0,000737	0,000921
P teor	0,046588	0,069857	0,093111	0,116348

Tabela 2 (P=const)

n [obr/min]	634	565	527	494	445
P [N]	2000	2000	2000	2000	2000
u	3,319616	2,958333	2,759366	2,586578	2,330015
A	0,000558	0,000558	0,000558	0,000558	0,000558
E	0,000279	0,000279	0,000279	0,000279	0,000279
P teor	0,046595	0,041524	0,038732	0,036306	0,032705

6.Wykresy.

Wykres1.

n = const. = 480 obr./min.

Seria 1. - P doświadczalne

Seria 2. - P teoretyczne

Wykres 2.

P = const.

Seria 1. - P doświadczalne

Seria 2. - P teoretyczne

7. Wnioski.

W wyniku przeprowadzonego ćw. i późniejszych obliczeń teoretycznych możemy stwierdzić różnicę między otrzymanymi wynikami. Na uwagę zasługuje rozbieżność dotycząca różnicy ciśnień teoretycznego i doświadczalnego w warunkach zmiany prędkości, przy stałym ciśnieniu zadanym, wywołanym zmianą obciążenia (Wykres 2.). Podczas tworzenia wykresów pozwoliłem sobie na przesunięcie otrzymanych wartości teoretycznych o jedno miejsce po przecinku.

Czynność tą sugeruję możliwością błędnego doboru danych (np. współczynnik lepkości podany w literaturze dotyczy temperatury -15 C.

• W przypadku Wykresu 1., możemy zauważyć (w granicach mniejszego ciśnienia) podobieństwo otrzymanych wyników w dalszej części wykresu, wraz ze wzrostem siły dociążającej (n = const.) wzrastała wartość ciśnienia. Wartość ciśnienia teoretycznego w tym przypadku, osiągnęła większą wartość niż ciśnienie doświadczalne. W obu przypadkach zauważamy jednak równoległość linii pomiarowych, co pozwoliło na podsumowanie przebiegu ćwiczenia w sposób zadowalający. Pomiary doświadczalne oddają w zupełności teorię dotyczącą tego zagadnienia.]

---