Projekt łożysko ślizgowe


Akademia Górniczo-Hutnicza
im. Stanisława Staszica
WYDZIAA INŻYNIERII MECHANICZNEJ I ROBOTYKI
ZAKAAD KONSTRUKCJI I EKSPLOATACJI MASZYN
PROJEKT 6- Aożysko ślizgowe pracujące
w warunkach tarcia płynnego
Numer projektu: 7
Wykonał: Tomasz Kołaciak
Mechanika i Budowa Maszyn, rok III, grupa 4a, rok akademicki 2015/2016
Zaprojektować łożysko ślizgowe pracujące w warunkach tarcia płynnego dla
l
przyjętego stosunku , kąta opasania . Technologia wykonania
= 1 b =P
d
Rzc =1,6mm Rzp = 3,2mm
pozwala uzyskać wysokość nierówności , . Olej przyjąć
według klasyfikacji ISO. Obciążenie F, obroty n i średnicę czopa d należy
przyjąć:
siła poprzeczna F=10[kN]
siła wzdłużna Fw=0,5[kN]
obroty n=950[1/min]
średnica czopa d=55[mm]
2
Dane Obliczenia i szkice Wynik
1.2 Dobrano długości panwi
l = l * d = 1* 55 = 55[mm]
l=55[mm]
2.1 Warunki wytrzymałościowe
F 10000
p =3,3MPa
śr
pśr = = = 3,3[MPa] Ł pdop
d l 5555
Mg 32 F 0,5l 32100000,555
s = = = =16,8[MPa]
g
g
Wx p d3 p 553 s =16,8MPa
2.2 Obliczono prędkość kątową
F=10[kN]
n=950[1/min]
P n 3,14 950
d=55[mm]
w = = = 99, 4[rad s ]
w=99,4rad/s
30 30
p =15MPa
dop
2.3 Obliczono prędkość obwodową
P d n 3,14 0,055950
n=950[1/min]
V = = = 2, 73[m s ]
V=2,73m/s
60 60
1.1 Dobrano materiał na panwie z normy
PN-ISO 4381:1997
Materiał: A16  stop niskocynowy Pb Sn 16 Cu2
A16
p =15MPa
dop
3.1 Dokonano obliczeń luzów w łożysku
(5]ś5_5Iś5_)5Q5\5]
= 10
20[5@5C5N
4
 = 0,8 " 10-3 " 5c ą 30% 5Z
"
" ]
= 0,719 " 10-3 1,3364 " 10-3
5`
Przyjęta do obliczeń:
 = 1,08 " 10-3
4. Dokonano doboru pasowania
4.1 Obliczono luz skuteczny średni
V=2,73m/s
Lmax + Lmin
Lsr = + 2(RZC + RZP )
SK
2
Lmax =1,3Y d = 77mm
Lmin = 0,7Y d = 41mm
3
 = 1,08 " 10-3
Lmax + Lmin
Lsr = + 2(RZC + RZP ) =
SK
2
77 + 41
= + 2(1,6 + 3,2) = 68,6mm
1,0810-3
=
2
d=55[mm]
L = 116,5 m
śr
4.2 Przyjęto pasowanie dla którego
Ć55H 8 / f 7
Rzc =1,6mm
Lmax = 77mm
Rzp = 3,2mm
Lmin = 41mm
5?5Z5N5e = 10655Z, 5?5Z5V5[ = 3055Z, 5?ś5_ = 6855Z
Lsr = 68,6mm
SK
5. Obliczono luz średnicowy dla przyjętego pasowania
5?ś5_
55Q = = 1,24 55Z
5Q
5?ś5_ = 6855Z
6. Obliczono luz promieniowy dla przyjętego pasowania
5?ś5_ = 6855Z
5Q
5 = 55Q " = 3455Z
55Q = 1,24 55Z
2
d=55[mm]
7. Obliczono rzeczywisty luz względny:
Dla pasowania Ś55 H8/f7 [3]:
5 = 3455Z
H8: ES = 46 m
55Q = 1,24 55Z
EI = 0
f7: es = -30m
d=55[mm]
ei = -60 m
Panewka:
575Z5V5[ = 5Q + 585< = 55 5Z5Z
575Z5N5e = 5Q + 585F = 55,046 5Z5Z
Czop:
dmin = d + ei = 55 - 0,06 = 54,94[mm]
dmax = d + es = 55- 0,03 = 54,97[mm]
575Z5V5[ = 55 5Z5Z
575Z5N5e
= 55,046 5Z5Z
d=55[mm]
575Z5N5e - 5Q5Z5V5[
5Z5N5e = ( ) = 1,93 " 10-3
5Q
4
575Z5V5[ - 5Q5Z5N5e dmin = 54,94[mm]
5Z5V5[ = ( ) = 5,5 " 10-4
575Z5V5[ = 55 5Z5Z
dmax = 54,97[mm]
5Q
575Z5N5e
= 55,046 5Z5Z
5Z5N5e + 5Z5V5[
ś5_ = = 1,24 " 10-3
dmin = 54,94[mm]
2
dmax = 54,97[mm]
a) zmiana luzu wywołana temperaturą:
d=55[mm]
przyjmuję tB,0 = 500C 5Z5N5e
= 1,93 " 10-3
5Z5V5[
= 5,5 " 10-4
" = (55] - 55d) " (5a55,0 - 20) = 0,36 " 10-3
5_5g = ś5_ + " = 1,6 " 10-3
ś5_
= 1,24 " 10-3
1
a = 2310-6 ł
p
ę ś
8. Dobrano lepkość oleju ISO VG100 przy założonej
K

wstępnie temperaturze pracy t = 50C  wg.
B,0
1
aw = 1110-6 ł
charakterystyki temperaturowej oleju (wykres str. 13)
ę ś
K

 = 56,5mPa s = 0,056Pa s
rz
"
= 0,36 " 10-3
5_5g
a) liczba Sommerfelda:
= 1,6 " 10-3
5 " 5[
 = 0,056 5` = = 0,1
rz
60 " 5Cś5_ " 5_5g
n=950[1/min]
 = 0,056 Pa
rz
p =3,3MPa
śr
s
b) przyrost temperatury filmu olejowego (wykres str.14)
5_5g
5 " 5P " "5G
= 1,6 " 10-3
= 13
5Cś5_
s=0,1
5Cś5_
5Cś5_ = 3,3 5@5C5N
"5G = 13 " = 26,6 5>
5X5T 5 " 5P
5 = 850
5Z3
5=
5P = 1900
5X5T " 5>
"5G = 26,6 5>
c) temperatura średnia filmu olejowego
Przyjęto, że temperatura oleju dopływającego do szczeliny
smarnej łożyska 5G1 = 310 5>.
W tych warunkach temperatura średnia filmu olejowego
5G1 = 324 5>
wynosi
"5G = 3,7 5>
5
"5G
5Gś5_ = 5G1 + = 323,3 5> (50,3 56)
2
Ponieważ obliczona temperatura 5Gś5_ nieznaczenie się różni
od założonej w doborze oleju, wobec tego nie ma potrzeby
ponownego jej zakładania i przeprowadzania obliczeń.
5Gś5_ = 323,3 5>
Temperatura oleju przy wypływie ze szczeliny smarnej:
5G2 = 5G1 + "5G = 336,6 5> ( 63,656)
Jest ona znacznie niższa od wartości dopuszczalnej dla oleju
smarnego (70 - 8556).
d) minimalna grubość filmu olejowego (wykres str.15) 5G2 = 336,6 5>
!5\
= 0,3
5
!5\ = 0,3 " 5 = 10,2 55Z
!5\
Warunek stabilności ruchu czopa ( samowzbudne drgania)
= 0,3
!5\
5
jest spełniony, ponieważ d" 0,3.
5
5 = 3455Z !5\ = 10,2 55Z
Wysokość chropowatości Rzc =1,6mm , Rzp = 3,2mm
.
!5\ e" 5E5g5P + 5E5g5]
W rozpatrywanym przypadku:
Rzp = 3,2mm
5E5g5P + 5E5g5] = 1,655Z + 3,2 55Z d" !5\
Rzc =1,6mm
!5\ = 11,3 55Z
Warunek spełniony.
9. Obliczono współczynnik tarcia płynnego na
podstawie charakterystyki pracy łożyska ślizgowego o
L/d=1
(wykres str.15)
5
= 2,
5_5g
6
5 = 2 " 5_5g = 3,2 " 10-3
5_5g
10. Obliczono moc tarcia powstałej w wyniku tarcia
= 1,6 " 10-3
wewnętrznego:
595\ = 5 " 59 " 5I = 87,4 [5J]
5 = 3,2 " 10-3
5 = 3,2 " 10-3
F=10[kN]
11. Temperatura łożyska wynikająca z bilansu cieplnego:
V=2,73m/s
54 = 54ł + 545d
54ł = 30 " 5Y " 5Q = 30 " 0,055 " 0,055 = 0,091 5Z2
545d = 5 " 5Q " 5Y5\
d=55[mm]
5Y5\
= 6, 5Y5\ = 5Q " 6 = 0,33 5Z
595\ = 87,4 [5J]
57
545d = 5 " 5Q " 5Y5\ = 0,057 5Z2
5Y5\
54 = 54ł + 545d = 0,15 5Z2
= 6
57
(tabela str.16)
12. Sprawdzono temperaturę łożyska
W ogólnym przypadku bilans cieplny jest następujący:
( )
595\ = 5 " 59 " 5I = 5 " 54 " 5G - 5G5\ + 5P " 5 " 5D5P " (5G2 - 5G1)
Pierwszy składnik prawej strony powyższego równania
odpowiada ciepłu odprowadzonemu w sposób przez
powierzchnię korpusu i wału do otoczenia, zaś drugi składnik
uwzględnia chłodnicę smaru.
Współczynnik oblicza się ze wzoru:
5 = 7 + 12 " 5d
"
w- prędkość powietrza względem łożyska = 1m/s
k- współczynnik przekazu ciepła k = 20W
m2K
Przy założonym chłodzeniu naturalnym przez otaczające
powietrze 5G5\ = 20!
590 54 = 0,15 5Z2
5a55,1 = + 5G5\ = 49,1!
5X " 54
595\ = 87,4 [5J]
5J
5X = 20
5Z2 " 5>
Wynika stąd, że warunek równowagi cieplnej tj. gdy ilość
54 = 0,15 5Z2
ciepła rozpraszanego przez ścianki korpusu i wał do
otoczenia jest równa ilości ciepła wytworzonego w łożysku,
5J
jest spełniony wówczas, gdy temperatura łożyska osiągnie
5X = 20
5Z2 " 5>
49,1!. W tym czasie temperatura filmu olejowego będzie
nieco wyższa (50,3 56). Wobec czego nie ma potrzeby
instalowania układu chłodzącego.
5a55,1 = 49,1!
7
13. Wyznaczono ilość oleju przepływającego przez
szczelinę łożyskową wskutek ruchu obrotowego czopa:
Z wykresu (wykres str.15) odczytuje wskaznik przepływu
smaru:
d=55[mm]
5D
n=950[1/min]
= 3,5
5 = 3455Z
5E " 5 " 5[2 2 " 5Y
l = 0, 055[m]
5D = 3,5 " 5E " 5 " 5[2 2 " 5Y
5E = 0,0275 5Z
950 1
5[2 2 = = 15,8
60 5`
5D = 3,5 " 0,0275 " 3,4 " 10-5 " 15,8 " 0,055
5Z3
= 2,84 " 10-6 [ ] = 0,17 5Y/5Z5V5[
5`
Wskutek ciśnienia panującego w szczelinie smarnej łożyska
część oleju 5D5` wycieknie wzdłuż panwi (wykres str.15).
Upływy boczne obliczam na podstawie wskaznika upływów
bocznych:
5D5`
= 0,6
5D
5D = 0,17 5Y/5Z5V5[
5Y
5D = 0,17 5Y/5Z5V5[
5D5` = 0,6 " 5D = 0,6 " 0,20 = 0,10[ ]
5Z5V5[
11. Pozostałe parametry łożyska:
a) maksymalne ciśnienie w filmie olejowym (wykres str.18)
psr
= 0,313
pmax
p =3,3MPa
śr
5Y
3,3
5D5` = 0,10[5Z5V5[]
pmax = = 10,5[MPa]
0,313
b) Kąt określający miejsce minimalnej grubości filmu
olejowego(wykres str.19)
$=380
pmax =10,5[MPa]
c) Kąt określający miejsce maksymalnego ciśnienia
(wykres str.19)
qpmax =12,90
$=380
c) Kąt określający koniec klina smarnego
(wykres str.18)
55]5\ = 58
8
12. Obliczono krytyczną prędkość obrotową czopa
qpmax =12,90
5
5I5\5O5Y = " 5, 52 " 5,5 = 130,6 [5P5Z3]
4
59 5\5O5_
d=55[mm]
5[5X5_ = = 136,73 [ ]
l = 0, 055[m]
rz " 5I5\5O5Y 5Z5V5[
55]5\ = 58
Jeśli liczba obrotów spadnie poniżej podanej wystąpi tarcie
F=1000[kG]
mieszane.
 = 0,056 Pa
rz
s
5I5\5O5Y
= 130,6 [5P5Z3]
13. Sprawdzono działanie łożyska
5[5X5_
(wykres str.15)
5\5O5_
5?5Z5V5[
= 136,73 [ ]
5Z5V5[ = = 0,545 " 10-3
5Z5V5[
5Q
5Q
n=950[1/min]
5 = 5Z5V5[ " = 15 " 10-3 5Z5Z
5?5Z5V5[ = 3055Z 2
5Cś5_ = 3,3 5@5C5N
5 " 5[
5F = = 0,90
2
60 " 5Cś5_ " 5Z5V5[
!5\
= 0,78
5
5
= 15
" 10-3 5Z5Z
!5\ = 0,78 " 5 = 11,7 55Z e" 1,655Z + 3,2 55Z
5
= 15
Warunek spełniony.
" 10-3 5Z5Z
5D " 60
= 3,2
L=55 mm
5E " 5 " 5[ " 5?
5?
R=27,5 mm
5D = 3,2 " 5 " 5E " 5[ " = 1,145Y/5Z5V5[
60
5D5`
= 0,2
5D
5D5` = 0,23 5Y/5Z5V5[
5?5Z5N5e
5Z5N5e = = 1,93 " 10-3
5?5Z5N5e
5Q
= 10655Z
5Q
5 = 5Z5N5e " = 53 " 10-3 5Z5Z
2
9
5 " 5[
5Z5N5e
5F = = 0,072
2
60 " 5Cś5_ " 5Z5N5e
= 1,93 " 10-3
5
!5\
 = 0,056 Pa
rz = 53
= 0,28
s
5 " 10-3 5Z5Z
5Cś5_ = 3,3 5@5C5N
n=950[1/min]
!5\ = 0,28 " 5 = 14,8 55Z e" 1,655Z + 3,2 55Z
5Z5N5e
= 1,93 " 10-3
Warunek spełniony.
5
5D " 60
= 53
= 3
" 10-3 5Z5Z 5E " 5 " 5[ " 5?
5?
5D = 3 " 5 " 5E " 5[ " = 3,815Y/5Z5V5[
60
L=55 mm
5D5`
R=27,5 mm
= 0,63
5D
5D5` = 2,4 5Y/5Z5V5[
Obliczenia sprawdzające wykazały, że łożysko będzie
pracowało w warunkach tarcia płynnego w razie luzów
granicznych.
14. Aożysko wzdłużne
Aożysko będzie przenosić siłę wzdłużną FW = 0,5 kN ,
[ ]
FW = 0,5 kN
,
[ ]
dlatego należy dokonać dodatkowych obliczeń i uwzględnić
specjalne rozwiązanie konstrukcyjne.
Wymiary wału przyjmuję: dw = 55 mm ;
[ ]
p =15MPa
dop
dz Ł1,2dw = 66 mm
[ ]
Obliczenia wytrzymałościowe policzymy ze względu na
(5]ś5_5Iś5_)5Q5\5]
nacisk, i iloczyn (psrVsr )
.
= 10 20[5@5C5N
5Z
" ]
5`
Warunek na wytrzymałość na docisk:
4Fw
psr =Ł pdop
2 2
p dz - dw
( )
4500
psr = = 0, 48 MPa Ł pdop , warunek spełniony.
[ ]
p 662 - 552
( )
Dla warunku na (psrVsr )
należy wziąć pod uwagę
prędkość na średnim promieniu powierzchni nośnej:
dz + dw 66 + 55
rsr = = = 30, 25 mm
[ ]
44
10
m
Vsr = rsr w = 0,0399,4 = 2,98 ł
ę ś
w=99,4rad/s
s

rsr = 30,25 mm
[ ]
Więc:
MW
(5]ś5_5Iś5_)5Q5\5]
psrVsr = 0,482,98 =1,43 ł < psrVsr dop
( ) rsr = 30,25 mm
[ ]
ę ś
= 10 20[5@5C5N
m2

5Z
5Z m
ł
" ]
Vsr = 2,98
5]ś5_ " 5Iś5_ = 1,43 [5@5C5N " ] < (5]ś5_ " 5Iś5_)5Q5\5]
5` ę ś
5` s

Warunek spełniony.
Między kołnierzem, a łożyskiem wystąpi tarcie mieszane.
15. Dobrano smarowanie
V=2,73m/s
p =3,3MPa
śr
3
As = pśr V = 3,32,733 = 8,19
As = 8,19
6 50
=1,92 Ł As Ł =15,96
9,81
9,81
Dobierano smarowanie luzne.
Założono smarowanie za pomocą luznego pierścienia
smarującego.
Wymiary pierścienia dobrano z normy PN-72/H-84020
B=13
D=90
b=12
s=4
r=0,5
t=15
11
Rys.1 Schemat pracy czopa z panewką i pierścieniem
smarującym
12


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
PKM projekt łożysko slizgowe(1)
Projekt VI Łożysko Ślizgowe Oceloot
Łożysko ślizgowe poprzeczne projekt
Laboratorium łozyska slizgowe
Wytyczne dotyczace projektowania lozysk Gumba Betomax
łożyska i łożyska ślizgowe
Łożyska ślizgowe 2
Mathcad 3 łożysko ślizgowe
Łożyska ślizgowe
Projekt, wykonanie i ustawienie łożysk w moście podwieszonym przez Wisłę w Płocku

więcej podobnych podstron