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. = 423 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

0,5

0,57

0,77

0,96

Tabela 2 (P=const)

θ

P = const. = 2000 N

n1 = 630 obr\min

n2 = 586 obr\min

n3 = 425 obr\min

n4 = 410 obr\min

n5 = 379 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

0,82

0,8

0,76

0,67

0,64

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:

- luz promieniowy c między czopem a panwią łożyska

- wartość parametru obciążenia A , stanowiącego rozszerzoną postać równania Reynoldsa

- wartość maksymalna ciśnienia dynamicznego:

Wyniki obliczeń:

Tabela 1 (n=const)

n [obr/min]	423	423	423	423
P [N]	1000	2000	3000	4000
u	2,214823	2,214823	2,214823	2,214823
A	0,000279	0,000558	0,000837	0,001115
E	0,000139	0,000279	0,000418	0,000558
P teor	0,015548	0,031088	0,046620	0,062144

Tabela 2 (P=const)

n [obr/min]	630	586	425	410	379
P [N]	2000	2000	2000	2000	2000
u	3,298672	3,068289	2,225295	2,146755	1,984439
A	0,000558	0,000558	0,000558	0,000558	0,000558
E	0,000279	0,000279	0,000279	0,000279	0,000279
P teor	0,046301	0,043068	0,031235	0,030133	0,027854

7. Wnioski.

Do obliczeń przyjęliśmy wartość lepkości dynamicznej η=3500mPas co mogło mieć wpływ na otrzymane wyniki. 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 .

---