Obliczenia DOC


KATEDRA PODSTAW BUBOWY

I EKSPLOATACJI MASZYN

PODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN

Łożysko ślizgowe tarcia płynnego

Tomasz Sternal

Rok II A Grupa 4

WYDZIAŁ IMiR

Rok akademicki 1998 \ 99

1. Dane i załozenia projektowe

obciążenie pionowe:................................................P=32 [kN]

liczba obrotów czopa:....................................... n=700 [obr/min]

średnica czopa wału łozyskowanego:................................D=160 [mm]

temperatura otoczenia w ktorej pracuje łożysko:...T0=293 [K] lub T0 = 20 [0C]

materiał czopa wału:.....................stal St 5 wedle normy PN-84/H-85020

kąt opasania czopa panwią:............................................β=1800

materiał korpusu łożyska ślizgowego:.......Zl 250 wedle normy PN-92/H-83101

Dane

Obliczenia

Wynik

D = 160 [mm]

n = 700 [obr/min]

L = D = 160 [mm]

P = 32000 [N]

v = 5.86 [m/s]

Pśr = 1.25 [MPa]

v = 5.86 [m/s]

Pśr = 1.25 [MPa]

pdop = 15 [MPa]

()dop = [MW/m2]

= 7.32

[MW/m2]

v = 5.86 [m/s]

1. Podstawowe obliczenia parametrów łożyska

ślizgowego tarcia płynnego

1.1. Obliczenie prędkości obwodowej czopa wału

v = = 5.86 [m/s]

1.2. Obliczenie nacisków średnich

Pśr = = 1.25 [MPa]

1.3. Dobór materiału wylania panewki

Dobrano materiał - stop niskocynowy PbSn16Sb16Cu2 (L16)

wedle normy PN-62/H-87111

1.3.1. Sprawdzenie słuszności doboru materiału

panwii

Pśr = 1.25 [MPa] < pdop = 15 [ MPa]

< ()dop ⇒ 7.32 < [MW/m2]

Obliczenia poprawne warunek spełniony, dobór

materiału uzasadniony

1.4.Wstępny dobór względnego luzu łożyskowego

= 0.87

Do dalszych obliczeń przyjęto:

1.5. Dobór pasowania dla łożyska ślizgowego.

1.5.1.Obliczenie luzów teoretycznych minimalnego

i maksymalnego oraz sprawdzenie warunku.

= = 1.05

= = 1.95

Ψmin Ψ Ψmax

1.051.5 1.95

Obliczenia poprawne, warunek spełniony

v = 5.86 [m/s]

Pśr = 1.25 [MPa]

pdop = 15 [MPa]

()dop = [MPa]

Ψmin = 1.05

Ψmax = 1.95

Dane

Obliczenia

Wynik

D = 160 [mm]

Ψmin = 1.05

Ψmax = 1.95

Lmin = 168 [μm]

Lmax = 312 [μm]

Lśr = 240 [μm]

D = 160 [mm]

Lśr = 298.5 [μm]

Ψ = 1.86

D = 160 [mm]

Pśr = 1.25 [MPa]

n = 700 [obr/min]

TŚRZ = 307 [K]

η = 0.04 [Pas]

n”= 11.67 [-]

Pśr = 1.25 [MPa]

Ψ = 1.86

1.5.2.Obliczenie luzu minimalnego,

maksymalnego i średniego.

Lmin= ΨminD = = 168 [μm]

Lmax= ΨmaxD = 1.95= 312 [μm]

Lśr = = 240 [μm]

1.5.3. Dobór pasowania dla łożyska ślizgowego

Na podstawie posiadanych danych oraz obliczeń dobrano pasowanie: φ160 H8 /d10 dla którego dane są:

Lmin = 170 [μm]

Lmax = 427 [μm]

Lśr = 298.5 [μm]

1.5.4. Obliczenie luzu średnicowego

Ψ = = 1.86

1.5.5. Obliczenie luzu promieniowego

δ = 148.810-3 = 148.8

2. Obliczenia hydrodynamiczne filmu olejowego

2.1. Dobór oleju - środka smarnego dla łożyska

ślizgowego tarcia płynnego.

Na podstawie obliczeń oraz posiadanych informacji

dobrano olej turbinowy lekki. Parametry oleju przedstawiono poniżej:

η = 0.04 [Pas] = 40 [cP]

c = 1900 [I/kgK]

ρ = 880 [kg/m-3]

2.2. Obliczenie Liczby Sommerfelda

S = = 0.10726 [-]

Lmin = 168 [μm]

Lmax = 312 [μm]

Lśr = 240 [μm]

Lmin = 170 [μm]

Lmax = 427 [μm]

Lśr = 298.5 [μm]

Ψ = 1.86

δ = 148.8 [μm]

η = 0.04 [Pas]

c = 1900 [I/kgK]

ρ = 880 [kg/m-3]

S = 0.10726 [-]

Dane

Obliczenia

Wynik

Pśr = 1.25 [MPa]

c = 1900 [I/kgK]

ρ = 880 [kg/m-3]

T1 = 301 [K] (280C)

ΔT = 9.72 [K]

Tśr =305.859 [K]

TŚRZ = 307 [K]

T1 = 301 [K] (280C)

ΔT = 9.72 [K]

= 0.3

δ = 148.8

= 0.3

2.3 Obliczenie przyrostu temperatury filmu

olejowego.

ΔT = 9.72 [K]

2.4. Obliczenie średniej temperatury filmu

olejowego.

Tśr = T1305,859 [K]

2.5.Sprawdzenie warunku bilansu temperatur

środka smarującego.

2.5.1. Obliczenie dokładności obliczeń

temperaturowych.

Z = = 0.372%

2.5.2.Obliczenie temperatury środka smarnego na

wypływie ze szczeliny smarnej.

T2 = T1 + ΔT = 301 + 9.72 = 310.72 [K]

Obliczona wartość temperatury jest nizsza od wartości dopuszczalnych temperatur środka smarnego (343 ÷358).

Obliczenia poprawne, warunek spełniony.

2.6.Obliczenie minimalnej grubości filmu

olejowego.

h0 = 0.3δ = 0.3148.810-3 = 44.64 [μm]

2.6.1.Sprawdzenie warunku stabilnosci czopa

0.3 = 0.3 i ε = 0.7

Obliczenia poprawne, warunek stabilności czopa spełniony - brak drgań samowzbudnych

ΔT = 9.72 [K]

Tśr =305,859 [K]

Z = 0.372 [%]

T2 = 310.72[K]

h0 =44.64 [μm]

Dane

Obliczenia

Wynik

Rzc = 1.6 [μm]

Rzp = 3.2 [μm]

h0 =44.64 [μm]

= 3.1

μ = 3.73110-3

P = 32000 [N]

v = 5.86 [m/s]

D = L= 160 [mm]

D = 160 [mm]

l0 = 4.2

Ał = 0.704 [m2]

Aw= 0.169 [m2]

NT =700 [W]

α = 19 [W/Km2]

T0 = 293 [K]

2.6.2.Sprawdzenie warunku h0 Rzc + Rzp

h0 ≥ Rzc + Rzp ⇒ 1.6 + 3.2 = 4.8 ≤ 44.64

Obliczenia poprawne, warunek spełniony.

2.7. Obliczenie współczynnika tarcia płynnego

μ = 3.1Ψ = 3.11.8610-3 = 3.73110-3

2.8.Obliczenie mocy tarcia w łożysku

NT = μPv= 3.73110-3320003.731 =700 [W]

2.9.Wstępne obliczenia powierzchni wymiany

ciepła korpusu i wału w łożysku.

2.9.1. Obliczenie powierzchni wymiany ciepła

korpusu

Ał =

= 0.64 ÷ 0.77 [m2]

2.9.2. Obliczenie powierzchni wymiany ciepła

wału.

Aw=0.5ΠDl0 ==0.169 [m2]

2.9.3. Obliczenie całkowitej powierzchni wymiany

ciepła łożyska z otoczeniem

A = Ał + Aw = 0.704 + 0.169 = 0.873 [m2]

2.10. Sprawdzenie temperatury łożyska

T = 335.219 [K]

Warunek równowagi cieplnej, będzie spełniony tylko wtedy gdy zostanie zastosowany system wymuszonego chłodzenia środka smarującego.

warunek jest zachowany z nadmiarem = 9.3

μ = 3.73110-3

NT =700 [W]

Ał =0.704 [m2]

Aw= 0.169 [m2]

A= 0.873 [m2]

T=335 [K]

Dane

Obliczenia

Wynik

= 3.1

R= 0.08[m]

δ= 148.8 [μm]

n”= 11.67 [-]

Q=4.145 [l/min]

Q=4.14 [l/min]

Qs = 2.48 [l/min]

Pśr = 1.25 [MPa]

2.11. Wyznaczenie ilości oleju przepływającego

przez szczelinę smarną czopa.

Q = =

=3.1=

=69.410-6[m3/s]

2.11.1.Wyznaczenie upływów bocznych.

Qs = 0.6Q = 0.64.145 = 2.487 [l/min]

2.11.2.Dobór wymiarów i pierścieni lużnych

smarujących

Smarowanie łożyska ślizgowego nie może być realizowane przez pierscienie smarujące, ze względu na ich ilość, co pociąga za sobą osłabienie własności wytrzym. czopa wału, spowodowane zbyt dużą ilością, (gabarytowo dużych) podcięć na czopie.

Zamiennie zastosowano smarowanie obiegowe czopa i panwii.

2.12. Pozostałe parametry łożyska ślizgowego

2.12.1.Obliczenie maksymalnego ciśnienia filmu

olejowego.

Pmax = [MPa]

2.12.3. Określenie kąta miejsca maksymalnego

ciśnienia:

ΘPmax = 13.50

2.12.4.Określenie kąta miejsca minimalnej

grubości filmu olejowego.

φ = 430

2.12.5.Określenie kąta końca klina smarnego

Θpo = 600

Q=69.410-6[m3/s]

Q=4.145 [l/min]

Qs = 2.48 [l/min]

Pmax =3.29 [MPa]

ΘPmax = 13.50

φ = 430

Θpo = 600

Dane

Obliczenia

Wynik

D = L= 160 [mm]

η= 0.04 [Pas]

Vol = 3216,9 [cm3]

P = 32 [kN]

Lmin = 170 [μm]

D = 160 [mm]

Pśr = 1.25 [MPa]

ψmin = 1.0610-3

η= 0.04 [Pas]

n”= 11.67 [-]

= 0.65

δ=[mm]

Rzc = 1.6 [μm]

Rzp = 3.2 [μm]

h0 = 55.25 [μm]

= 3.5

R= 0.08[m]

δ= 84.8 [μm]

n”= 11.87 [-]

2.13. Obliczennie krytycznej prędkości obrotowej

wału względem łożyska.

nkr = = 24.86 [obr/min]

3. Sprawdzenie działania łożyska w przypadku

wystąpienia luzów granicznych.

3.1. Sprawdzenie działania łożyska w przypadku

wystąpienia luzu minimalnego.

3.1.1.Wyznaczenie luzów łożyska

ψmin =

δ =

3.1.2.Obliczenie liczby Sommerfelda dla luzu

minimalnego.

S = = 0.33 [-]

3.1.3 Wyznaczenie ilości oleju przepływającego

przez szczelinę smarującą w przypadku

wystąpienia luzu minimalnego.

h0 = = 0.65= 55.25 [μm]

3.1.3.1. Sprawdzenie warunku h0 > Rzc+Rzp

h0 > Rzc+Rzp

55.25 > 1.6 + 3.2 ⇒55.25 > 4.8

Obliczenia poprawne, warunek spełniony.

3.1.3.2 Obliczenie ilości oleju dostarczanego do

łożyska przez szczelinę smarującą.

Q = =

=3.5=

=44.42610-6[m3/s]

nkr=24.86[obr/min]

ψmin = 1.0610-3

δ =84.810-3[mm]

S = 0.33 [-]

h0 = 55.25 [μm]

55.25 > 4.8 [μm]

Q=44.410-6[m3/s]

Q= 2.665 [l/min]

Dane

Obliczenia

Wynik

Q=2.665 [l/min]

Lmax = 427 [μm]

D = 160 [mm]

Pśr = 1.25 [MPa]

ψmax = 2.6710-3

η= 0.04 [Pas]

n”= 11.67 [-]

= 0.23

δ=[mm]

Rzc = 1.6 [μm]

Rzp = 3.2 [μm]

h0 = 49.105 [μm]

= 2.8

R= 0.08[m]

δ= 213.6 [μm]

n”= 11.67 [-]

Q= 5.35 [l/min]

3.1.3.3.Obliczenie upływów bocznych

Qs = 0.45Q = 0.452.665 = 1.99 [l/min]

3.2. Sprawdzenie działania łożyska w przypadku

wystąpienia luzu maksymalnego.

3.2.1.Wyznaczenie luzów łożyska

ψmax =

δ =

3.2.2.Obliczenie liczby Sommerfelda dla luzu

minimalnego.

S = = 0.05 [-]

3.2.3 Wyznaczenie ilości oleju przepływającego

przez szczelinę smarującą w przypadku

wystąpienia luzu maksymalnego.

h0 = = 0.23= 49.105 [μm]

3.2.3.1. Sprawdzenie warunku h0 > Rzc+Rzp

h0 > Rzc+Rzp

49.105 > 1.6 + 3.2 ⇒49.105 > 4.8

Obliczenia poprawne, warunek spełniony.

3.2.3.2 Obliczenie ilości oleju dostarczanego do

łożyska przez szczelinę smarującą.

Q = =

=2.8=

=89.2710-6[m3/s]

3.2.3.3.Obliczenie upływów bocznych

Qs = 0.7Q = 0.75.35 = 3.74 [l/min]

Qs = 1.99 [l/min]

ψmax = 2.6710-3

δ =213.610-3[mm]

S = 0.05 [-]

h0 = 49.105 [μm]

49.105 > 4.8 [μm]

Q=89.210-6[m3/s]

Q= 5.35 [l/min]

Qs = 3.74 [l/min]

Dane

Obliczenia

Wynik

3.3.Wnioski z obliczeń sprawdzających

Obliczenia sprawdzające wykazały, że łożysko będzie pracowało w warunkach tarcia płynnego nawet przy wystąpieniu luzów granicznych.

Ważnym jest również fakt, iż zastosować nalezy dodatkowe chłodzenie środka smarującego.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Projekt z wymiennikow obliczenia doc 5
~$ obliczenia doc
¦çwiczenie 19 (wykonanie ¦çwiczenia i obliczenia) doc
¦ćwiczenie 11 obliczenia doc
OBLICZ 1 (3) DOC
¦ćwiczenie 14 obliczenia doc
ćwiczenie 7 (opis wykonania ćwiczenia i obliczenia) doc
¦ćwiczenie 25 obliczenia doc
Projekt II obliczenia (I) (2) doc
¦ćw 26 obliczenia doc
Ćwiczenie nr 3 obliczenia doc
ćwiczenie 19 (wykonanie ćwiczenia i obliczenia) doc
ćwiczenie 3 (opis wykonania ćwiczenia i obliczenia) doc
Ćwiczenie 19 obliczenia doc
obliczenia 3 doc
ćwiczenie 5 (wykonanie ćwiczenia i obliczenia) doc
Projekt II obliczenia (5) doc

więcej podobnych podstron