Łożysko ślizgowe

Dane	Obliczenia	Wyniki
n=2500 obr/min ω=261,6 rad/s r=0.075m P=6000N d=150mm l=60mm psr=0,66 MPa v=19,62 m/s Ψ=0.0006 d=150000 μm Lśr=37,5 μm d=150000 μm Ψ=0.00025 φ=0.0037° l=6000 μm hf=1,9 μm hp = Rzp = 5 μm hc = Rzc = 3 μm hmin=9,9 μm Lśr=37,5 μm η50= 0.016Pa*s t=65°C psr=1,29*10^6 Pa η 60=0.0996Pa*s ω=261,6 rad/s Ψ=0.00058 d=150 mm l=60 mm κ=0.52 λ=61,2 η 60=0.00996 kG*s/m^2 psr=50.3*10^6 kG/cm^2 n=2500 obr/min λ=61,2 em=0,9 =895 =1900 ,	Zaprojektować łożysko ślizgowe Dane i założenia obciążenie poprzeczne P = 6 [kN] prędkość obrotowa n = 2500 [obr/min] średnica czopa d = 150 [mm] temp. otoczenia t0 = 20 [°C] kąt ugięcia wału w łożysku φ = [rad] materiał na czop - stal stopowa 40H2MF czynna długość panewki l = 60 [mm] λ = l/d = 60/150 = 0,4 kat opasania czopa przez panewkę β = 180 [°] nierówności powierzchni odpowiednio dla czopa i panwi Rzc=3 [μm] Rzp= 5 [μm] Dane oleju: olej przekładniowy Veco CLP 320 wg PN - 73/C - 96076 olej będzie tłoczony do łożyska przez pompę ciężar właściwy ρ = 895 [kg/m^3] temp. zapłonu tz = 255 [°C] temp. krzepnięcia tk = -25 [°C] lepkość dynamiczna w 50°C η50 = 0,16 [Pa*s] ciepło właściwe c = 1900 [J/kg*K] Obliczenie prędkości kątowej czopa ω: Obliczenie prędkości obwodowej czopa v: Obliczenie średnich nacisków pśr: Dobranie materiału na panew: Biorąc pod uwagę warunki pracy stwierdza, że łożysko będzie poddane obciążeniom udarowym. Na materiał panwi dobieram stop ołowiowo - cynowo - antymonowo - miedziowy [PbSb14Sn9CuAs] Własności materiału: - nacisk dopuszczalny pdop = 10 [MPa] - iloczyn (pv)dop = 30 [MPa*m/s] - temperatura dopuszczalna tdop < 130° Sprawdzenie nacisku dopuszczalnego - Warunek spełniony Sprawdzenie iloczynu pv - Warunek spełniony Wstępne dobranie luzu względnego Ψ: Z przedziału Ψ <0.0005-0.0015> dla średnio obciążonych przekładni, przyjmuje się wartość luzu względnego Ψ=0.0006. Obliczenie luzu średniego jaki może wystąpić pomiędzy czopem a panwią: Dobór pasowania: Na podstawie wyliczonego luzu średniego dobiera się pasowanie H8/h7, dla którego przy średnicy d= 150 mm, Ei=0, ES=63 μm, ei=-40 μm, es=28 μm; - Lmin = EI - es = 0 - 28 = -28 [μm] - Lmax = ES - ei = 63 - (-40) = 103 [μm] - Lśr = (Lmin+ Lmax)/2 = (-28+103)/2 = 37,5 [μm] Wyznaczenie luzu względnego dla przyjętego pasowania: Obliczenie luzu promieniowego: Obliczenie minimalnej grubości filmu olejowego h0: Gdzie: - h f - ugięcie czopa na brzegu - hp -wysokość nierówności panwi hp = Rzp = 5 μm - hc - wysokość nierówności czopa hc = Rzc = 3 μm hf = (tgφ*l)/2 = (tg(0.0037)*6000)/2 = 1.9 μm Obliczenie liczby ekscentryczności: Liczba ekscentryczności κ powinna zawierać się w przedziale <0.5;0.95>. Wyznaczenie teoretycznej liczby Somerfelda: Przyjmuje się temperaturę pracy łożyska t=65°C. Obliczenie lepkości oleju w temp. 60°C: Obliczenie współczynnika upływów bocznych λ: Dla panwi o kącie opasania β = 180 ° - stąd: Sprawdzenie liczby Somerfelda: - praktyczna liczba Somerfelda; By wystąpiło tarcie płynne w łożysku musi być spełniony warunek: Warunek spełniony Aby utrzymać temperaturę łożyska na stałym poziomie 80^0C przeprowadzono bilans cieplny łożyska: (na podstawie: „Hydrodynamiczne łożyska ślizgowe poprzeczne” Antoni Neyman, Jan Sikora - z tej książki dobrano również wszystkie niezbędne do obliczeń współczynniki.) HT=Hh+Hs+Hl , gdzie: HT - straty tarcia w łożysku powodowane tarciem wewnętrznym oleju Hh - strumień ciepłą przejmowany przez korpus Hs - strumień ciepła przejmowany przez wał Hl - strumień ciepła odprowadzany przez olej HT - straty tarcia w łożysku powodowane tarciem wewnętrznym oleju Hh - strumień ciepłą przejmowany przez korpus α - współczynnik przejmowania ciepła As- powierzchnia obudowy łożyska, obliczona jako powierzchnia tarczy pierścieniowej o podobnych wymiarach gabarytowych do korpusu łożyska. f- współczynnik zależny od oporu cieplnego obudowy łożyska tł- temperatura robocza łożyska t0- temperatura otoczenia - współczynnik konwekcji - współczynnik promieniowania em-zdolność emisyjna dla czarnej farby em=8+60,9=13,4 dla żeliwa Hs - strumień ciepła przejmowany przez wał, w przypadku gdy na wale znajduje się inne źródło ciepła (w tym wypadku przekładnia) dla stali stopowej L1= 0,3m -odległość przekładni od łożyska Aby zachować równowagę energetyczną łożyska, olej musi odprowadzać pozostałą część ciepła: Hl - strumień ciepła odprowadzany przez olej Hl = Hs - HT -Hh=5683-390-61=5232W - gęstość oleju - ciepło właściwe oleju - temperatura po wyjściu z łożyska - temperatura dopływu do łożyska wydajność potrzebna do zajścia tarcia płynnego w łożysku: Aby zapewnić odpowiednią ilość oleju do odprowadzenia ciepła podajemy olej pod ciśnieniem:	ω=261,6 rad/s v=19,62 m/s psr=0,66 MPa (pv)dop=28.02 MPa*m/s Ψ=0.0006 L=90 μm Lmin=-28 μm Lmax=103 μm Lśr=37,5 μm Ψ=0.00025 δ=18,75 μm hf=1,9 μm h0=9,9 μm κ=0.52 η 60= 0.0996Pa*s S0=0.38 λ=61,2 S01=0.034 As=0,38m2

---