Temat: Zaprojektować poprzeczne łożysko ślizgowe, pracujące w warunkach tarcia płynnego dla przyjętego stosunku
, kąta opasania
. Technologia wykonania pozwala na uzyskanie wysokości nierówności
i
. Olej przyjąć wg klasyfikacji ISO. Obciążenie, prędkość obrotową oraz średnice czopa należy przyjąć następujące:
,
,
.

Dane	Obliczenia	Wynik
= 3.1 R= 0,0275[m] δ= 48,95[μm] n”= 15 [-] Q=3,44 10^-6[m^3/s] Pśr = 2,64 [MPa] D = L= 55 [mm] η= 0.04 [Pa s] Vol = 3216,9 [cm^3] P = 8 [kN] Lmin = 60 [μm] D = 55 [mm] Pśr = 2,64 [MPa] ψmin = 1,09 10^-3 η= 0.04 [Pa s] n”= 15 [-] = 0.65 δ= [mm] Rzc = 1.6 [μm] Rzp = 3.2 [μm] h0 = 55.25 [μm] = 3.5 R= 0,0275[m] δ= 30[μm] n”= 15 [-] Q=2,38 10^-6[m^3/s] Lmax = 136 [μm] D = 55 [mm] Pśr = 2,64 [MPa] ψmax = 1,69 10^-3 η= 0.04 [Pa s] n”= 15 [-] = 0.23 δ= [mm] Rzc = 1.6 [μm] Rzp = 3.2 [μm] h0 = 10,69 [μm]	1. Obliczenia wstępne Prędkość kątowa jest równa: Prędkość ślizgowa (obwodowa) Nacisk średni (ponieważ ) 2. Dobór materiału Dobieram materiał panewki stop PbSb14Sn9CuAs do wylewania na taśmy stalowe, dla którego i , wał - stal 45 3. Obliczenia luzu względnego Luz względny w zależności od prędkości obwodowej dla łożysk metalowych. 3.1 Wyznaczam luz minimalny i maksymalny 3.2 Dobór pasowania Obliczenia pasowań dla średnicy wału d=320mm H7/e8 H8/d9 H11/d11 Sprawdzenie odchyłek granicznych H11/c11 Po dokonaniu obliczeń, zastosowano pasowanie H8/d9 3.3 Zmiana luzu wywołana temperaturą gdzie: - współczynnik rozszerzalności liniowej panewki - współczynnik rozszerzalności liniowej czopa wału - średnia temperatura pracy łożyska (średnia temperatura środka smarnego w łożysku podczas pracy) - temperatura otoczenia 3.4 Luz względny rzeczywisty czyli: 4. Dobór środka smarnego 4.1 Założenia wstępne Wstępna temperatura pracy oleju: wymaganą lepkość oleju: Dobieram olej ISO VG 150, którego lepkość dynamiczna dla temp. jest równa: 4.2 Obliczenia liczby Sommerfelda gdzie: - lepkość dynamiczna oleju - prędkość obrotowa czopa - średni docisk powierzchniowy - względny luz rzeczywisty 4.3 Obliczenia przyrostu temperatury oleju w łożysku Dla : ; Wskaźnik przyrostu temp. oleju Przyrost temperatury oleju: Przyjmuję, że temp. oleju wpływającego do szczeliny smarnej łożyska Dla tych warunków temp. średnia filmu olejowego wyniesie: Ponieważ obliczona temp. nieznacznie się różni od założonej wcześniej ( ), z tego powodu nie ma potrzeby ponownej iteracji. Temperatura oleju na wypływie ze szczeliny smarnej wynosi: Warunek spełniony 5. Wstępny bilans cieplny łożyska 5.1 Współczynnik tarcia płynnego Dla liczby Sommerfelda: 5.2 Moc tarcia 5.3 Obliczenia powierzchni wymiany ciepła 5.3.1 Powierzchnia wymiany ciepła korpusu 5.3.2 Powierzchnia wymiany ciepła wału gdzie: - jest to obliczeniowa długość wału przez którą zostanie odprowadzone ciepło. Dla ; 5.3.3 Całkowita powierzchnia wymiany ciepła 5.4 Sprawdzenie temperatury łożyska gdzie: - temp. łożyska - temp. otoczenia - temp. środka smarnego przed łożyskiem - temp. środka smarnego za łożyskiem - natężenie przepływu smaru w obiegowym układzie chłodzenia - gęstość właściwa - przewodność cieplna 5.4.1 Obliczania współczynnika gdzie: - prędkość opływającego powietrza Na etapie wstępnego projektowania łożyska z wystarczającą dokładnością można przyjąć , zatem , jednak dla zapewnienia zwiększonego bezpieczeństwa termicznego i możliwości zabrudzenia łożyska (zapylenie, osiadanie kurzu) przyjmuję 5.4.2 Temperatura łożyska Przy założeniu, że łożysko będzie chłodzone naturalnie przez przepływające powietrze, w warunkach o temperaturze otoczenia średnia temp. łożyska (obliczeniowa - wynikła z bilansu cieplnego a nie z założenia), wyniesie: T= 53^o 6.11. Wyznaczenie ilości oleju przepływającego przez szczelinę łożyskową wskutek ruchu obrotowego czopa. Q = = =3.1 = =2,68 10^-6[m^3/s] 6.11.1.Wyznaczenie upływów bocznych. Qs = 0.6Q = 0.6 3,44 10^-6= 2,06 10^-6[m^3/s] 6.11.2.Dobór pierścieni luźnych smarujących. Obliczam: =6,77 Korzystając z literatury dobieram jeden pierścień luźny dostarczający potrzebną ilość oleju. 6.12. Pozostałe parametry łożyska ślizgowego. 6.12.1.Obliczenie maksymalnego ciśnienia filmu olejowego. Pmax = [MPa] 6.12.4.Określenie kąta miejsca minimalnej grubości filmu olejowego. φ = 43^0 6.12.5.Określenie kąta końca klina smarnego. Θpo = 60^0 6.13. Obliczenie krytycznej prędkości obrotowej wału względem łożyska. nkr = = 205,2[obr/min] 7. Sprawdzenie działania łożyska w przypadku wystąpienia luzów granicznych. 7.1. Sprawdzenie działania łożyska w przypadku wystąpienia luzu minimalnego. 7.1.1.Wyznaczenie luzów łożyska. ψmin = δ = 7.1.2.Obliczenie liczby Sommerfelda dla luzu minimalnego. S = = 0,191[-] 7.1.3 Wyznaczenie ilości oleju przepływającego przez szczelinę łożyskową w przypadku wystąpienia luzu minimalnego. h0 = = 0.65 = 19,5 [μm] 7.1.3.1. Sprawdzenie warunku h0 > Rzc+Rzp h0 > Rzc+Rzp 19,5 > 1.6 + 3.2 ⇒19,5> 4.8 Obliczenia poprawne, warunek spełniony. 7.1.3.2 Obliczenie ilości oleju dostarczanego do łożyska przez szczelinę smarującą. Q = = =3.5 = =2,38 10^-6[m^3/s] 7.1.3.3.Obliczenie upływów bocznych Qs = 0.45Q = 0.45 2,38 10^-6= 1,07 10^-6[m^3/s] 7.2. Sprawdzenie działania łożyska w przypadku wystąpienia luzu maksymalnego. 7.2.1.Wyznaczenie luzów łożyska. ψmax = δ = 7.2.2.Obliczenie liczby Sommerfelda dla luzu maksymalnego. S = = 0,08 [-] 7.2.3 Wyznaczenie ilości oleju przepływającego przez szczelinę łożyskową w przypadku wystąpienia luzu maksymalnego. h0 = = 0.23 = 10,69 [μm] 7.2.3.1. Sprawdzenie warunku h0 > Rzc+Rzp h0 > Rzc+Rzp 49.105 > 1.6 + 3.2 ⇒ 10,69 > 4.8 Obliczenia poprawne, warunek spełniony. 7.2.3.2 Obliczenie ilości oleju dostarczanego do łożyska. Q = = =2.8 = =0,68 10^-6[m^3/s] 7.2.3.3.Obliczenie upływów bocznych. Qs = 0.7Q = 0.7 0,68 10^-6[m^3/s]= 0,48 10^-6[m^3/s] Obliczenia sprawdzające wykazały, że łożysko będzie pracowało w warunkach tarcia płynnego nawet przy wystąpieniu luzów granicznych. 7.4. Literatura „Podstawy konstrukcji maszyn- materiały pomocnicze do projektowania” Jerzy Reguła, Wacław Ciania, Olsztyn 1987r., ART. t1.,t2 Mały poradnik mechanika Praca zbiorowa W-wa 1976r., WNT „Podstawy konstrukcji maszyn” Zygmunt Korewa	Q=3,44 10^-6[m^3/s] Qs=2,06 10^-6[m^3/s] A=6,77 Pmax =6,95 [MPa] ΘPmax = 13.5^0 φ = 43^0 Θpo = 60^0 nkr=205,2[obr/min] ψmin = 1,09 10^-3 δ =30 10^-3[mm] S = 0,191 [-] h0 = 19,5 [μm] 19,5 > 4.8 [μm] Q=2,38 10^-6[m^3/s] Qs = 1,07 10^-6[m^3/s] ψmax = 2.67 10^-3 δ =46,48 10^-3[mm] S = 0,08 [-] h0 = 10,69 [μm] 10,69 > 4.8 [μm] Q=0,68 10^-6[m^3/s] Qs =0,48 10^-6[m^3/s]

6

---