Zadanie konstrukcyjne 5
"A
ożysko ślizgowe poprzeczne"
Temat: Zaprojektowad łożysko ślizgowe pracujące w warunkach tarcia płynnego dla
przyjętego i kąta opasania . Technologia wykonania wysokości
nierówności dla czopa a dla panewki . Olej przyjąd wg
klasyfikacji ISO. Obciążenie siłą poprzeczną Fp=8kN, średnica wału d=80mm oraz
obroty n=750 obr/min.
Dane:
Fp d n
[N] [mm] [obr/min]
8 000 80 750
Rysunek poglądowy:
Rysunek 1 Przykładowe łożysko ślizgowe z panewką 1800 .
Założenia konstrukcyjne:
1. A
ożysko przeznaczone do produkcji jednostkowej (małoseryjnej).
2. Kąt opasania czopa przez panewkę �=1800.
3. A
ożysko chłodzone naturalnie przez konwekcje.
4. Materiał na korpus łożyska EN-GJL-200 wg PN-79/M-83101
5. Materiał ma wał (czop) C35 ulepszany cieplnie do 210-230 HB.
6. Wstępnie zakładam smarowanie poprzez pierścieo luz
ny.
7. Technologia wykonania wysokości nierówności dla czopa a dla panewki
Dane Obliczenia Wyniki
n=750 obr/min
1.Obliczenie podstawowych wielkości dla łożyska ślizgowego.
d=80 mm
1.1 Obliczenie prędkości obwodowej czopa wału.
v=3,14 m/s
1.2 Obliczenie nacisków średnich.
Rysunek 2 Schemat obciążenia czopa porzecznego.
Fp=8000 N
l=80 mm
pśr=1,25 MPa
1.3 Obliczenie natężenia pracy.
pśrv=3,925
MW/m2
1.3 Dobór materiału na panewkę.
Na podstawie średnich nacisków i natężenia pracy oraz tablicy
8.10 [I] dobieram stop niskocynowy A
16 dla którego pmax=15
MPa i (pv)max=10-20 MW/m2.
Materiał został dobrany poprawnie.
Dla stali C35
1.4 Sprawdzenie czopa na zginanie.
kgo=64 MPa
Warunek został spełniony.
2. Dobór oleju.
VG100 wg ISO
Przyjmuję olej wg klasy lepkości ISO, VG100, wg [IV] str. 43,
tablica 6. (PN-78/C-96098) dla którego średnia lepkośd
kinematyczna � w temperaturze 400C wynosi 100mPas.
3. Obliczenie wstępnego luzu. Dobór pasowania.
3.1 Luz skuteczny względny.
v=3,14 m/s
Parametry które wpływają na wartośd :
-materiał panewki sprężysty (małe E) (-5%)
-obciążenia stosunkowo małe (+5%)
-łożysko długie (+5%)
-łożysko samonastawne (-5%)
-kierunek obciążenia stały (+5%)
-prędkośd obwodowa mała (-5%)
Z powyższych rozważao wychodzi ą0%
(Schemat wg [V], 11.13 s.383)
d=80 mm
Rzc=1,6 �m
Rzp=3,2 �m
ąp=25*10-6
=
ąc=11,1*10-6
=
Na podstawie luzów granicznych dobieram pasowanie
�80G6/f5 (wg Układu tolerancji i pasowao PN-EN20286-2) dla
którego rzeczywiste wartości luzów przyjmują wartości:
Lśr=0,056 mm
Pasowanie:
Lmax=0,072 mm
�80G6/f5
Lmin=0,04 mm
Zatem:
Dmax=80,029 mm
Dmax=80,029 mm
Dmin=80,001 mm Dmin=80,001 mm
dmax=79,997 mm
dmax=79,997 mm
dmin=79,957 mm
dmin=79,957 mm
4. Lepkośd dynamiczna.
Dla przyjętego wcześniej oleju oraz temperatury tB0=400C,
lepkośd dynamiczna �=100mPas (wg wykresu [III])
Druga pętla iteracji.
Dla temperatury wejściowej lepkośd
dynamiczna wynosi �=38mPas
Ostatecznie:
Trzecia pętla iteracji.
tB0=56,850C
Dla temperatury wejściowej lepkośd
�=40mPas
dynamiczna wynosi �=40mPas
Dmax=80,029 mm
5. Luzy względne.
Dmin=80,001 mm
dmax=79,997 mm
dmin=79,957 mm
Druga pętla iteracji.
Ostatecznie:
Trzecia pętla iteracji.
Fp=8000N 6. Liczba Sommerfelda.
n=750obr/min
l=80mm
d=80mm
Druga pętla iteracji.
Ostatecznie:
Trzecia pętla iteracji.
S=0,46
7. Wyznaczenie współczynnika tarcia płynnego.
S=1,82
Wg [II], wykres 8.6
Druga pętla iteracji.
S=0,41
Trzecia pętla iteracji.
S=0,46
Ostatecznie:
8. Moc tarcia wewnętrznego.
Druga pętla iteracji.
Trzecia pętla iteracji. Ostatecznie:
Po=122,36W
9. Temperatura pracy.
gdzie:
w=1m/s
w  prędkośd powietrza względem łożyska
to=200C
K  współczynnik przewodzenia ciepła
to - temperatura otoczenia
Ze względu na pokrycie łożyska pyłem bezpieczniej jest przyjąd
(wg [II], str 225)
Natomiast:
gdzie
A - powierzchnia wymiany cieła korpusu i wału
gdzie
l0  przyjęto 0,432 m wg *I+, tablica 8.14.
Ostatecznie
Zatem temperatura pracy wyniesie
A=0,22m2
Dlatego wprowadzamy korektę temperatury i zaczynamy
obliczenia od punktu 4 (iteracja), z temperaturą wejściową
wynikającą z korekty.
Druga pętla iteracji.
Wprowadzam korektę temperatury:
Trzecia pętla iteracji.
Na tym kroku kooczymy iterację i przechodzimy do kolejnych
Ostatecznie
obliczeo. tB1=570C
10. Grubośd filmu olejowego.
Wg *II+, wykres 8.4. (wartośd odczytana dla liczby Sommerfelda
S=0,46
S=0,46)
h0=24,3 �m
11. Sprawdzenie podstawowego warunku tarcia płynnego.
12. Dobór pierścienia smarującego.
p=1,25 MPa Warunek doboru pierścienia luz
nego.
v-3,14 m/s
g=9,81 m/s2
g  przyspieszenie ziemskie
Stosuję pierścieo smarujący luz
ny rowkowy. Dobór pierścienia
wg [I] tablica 8.17
Wymiary charakterystyczne pierścienia
D b s r B t
130 12 4 0,5 13 22
Rysunek 3 Kształt przekroju luz
nego pierścienia rowkowego smarującego.
Powyższy tok obliczeniowy według schematu pokazanego na zajęciach z Podstaw Konstrukcji Maszyn
podparty literaturą:
[I] J. Reguła, W. Ciania, PKM  Materiały pomocnicze do projektowania: tablice, ART, Olsztyn 1987
[II] J. Reguła, W. Ciania, PKM  Materiały pomocnicze do projektowania, ART, Olsztyn 1987
[III] Storna WWW  http://home.agh.edu.pl/~potoczny/tematy/Lepkosc-ISO-VG.jpg
[IV] Z. Lawrowski, Techniki smarowania, PWN, Warszawa 1996
[V] W. Korewa, K. Zygmunt , Podstawy konstrukcji maszyn cz.2, WNT, Warszawa 1975
[VI] R. Puszyoski, Podstawowe układy i elementy łożyskowao, Gliwice 1993