Основы гидродинамической теории смазки

Категория:
Ремонт оборудования предприятий молочной промышленности


Основы гидродинамической теории смазки

В результате трения происходит механический износ элементов пары трения; снижается к. п. д. механизма, увеличивается потребляемая мощность. Следовательно, необходимо при работе сопряженной пары максимально уменьшить действие сил трения.

Износ однородных материалов при сухом трении прямо пропорционален квадрату коэффициента трения. Уменьшить коэффициент трения в 250—300 раз можно смазкой поверхностей трения. При конструировании машин и механизмов учитывают, что сопряжение должно работать по возможности в условиях жидкостного трения. Жидкостное трение нарушается, если минимальная толщина слоя смазки h будет меньше суммы неровностей трущихся поверхностей.

Наименьшая толщина слоя смазки, при которой справедливы законы жидкостного трения, составляет приблизительно 0,5 мкм.

В основе разработки оптимальных режимов смазки при различных условиях эксплуатации оборудования и конструирования пар трения лежит гидродинамическая теория смазки, основоположником которой был русский ученый Н. П. Петров. Для примера можно рассмотреть наиболее распространенную для ремонта пару трения вал — подшипник скольжения при условии, что вал и подшипник имеют правильную геометрическую форму, вал посажен в подшипник с некоторым зазором.

Если вал неподвижен, то он опирается на подшипник, смазка между валом и подшипником в нижней точке отсутствует, так как выдавлена валом в верхнюю часть зазора.

Когда вал начинает вращаться — пуск, вследствие отсутствия смазки он набегает на подшипник и, захватывая смазку, проталкивает ее в самую узкую (нижнюю) часть клиновидной щели. При этом в результате гидродинамического давления создается «масляный клин», который приподнимает вал, смещая его в сторону, обратную направлению вращения: при вращении по часовой стрелке — влево.

В том случае, когда вал вращается при рабочем числе оборотов, он плавает в подшипнике, трущиеся поверхности разделяются слоем смазки, центр вала описывает кривую, близкую к полуокружности. Теоретически при бесконечно большом числе оборотов вала его центр и центр подшипника должны совпасть.

Рис. 1. Положение вала при смазке пары трения вал — подшипник скольжения:
а — вал в состоянии покоя; б — образование масляного клина; в — вал вращается; г — эпюра распределения давления смазки в подшипнике скольжения: д — точки (Л и Б) подачи смазки.

Следовательно, величины d и С на режим работы пары трения, которая выражается величиной h, практически не влияют, так как их относительное изменение ничтожно мало. Зазор должен изменяться по возможности меньше, так как при его увеличении уменьшится h и нарушится жидкостное трение. При одновременном увеличении частоты вращения п и нагрузки Р, когда отношение — остается постоянным, толщина слоя смазки h не изменится, т.е. сохранится жидкостное трение, износ не увеличится и существует возможность повысить технические показатели машины.

При увеличении только частоты вращения вала вязкость масла должна быть меньше первоначальной, а при увеличении только нагрузки — больше, чтобы отношение , а следовательно, и h оставались постоянными. Если при перегрузке частота вращения вала начнет уменьшаться, отношение также уменьшится, так как одновременно снизится числитель и увеличится знаменатель. При этом уменьшится величина h, увеличится износ и может произойти заедание поверхностей. К этому могут привести частые остановки и пуски машины, при которых снижается частота вращения вала. Уменьшение вязкости масла (вследствие высокой температуры, попадания различных примесей и т.д.) приведет к снижению и нарушению жидкостного трения.

Если не допускать снижения величины и h, то срок службы пары трения может быть бесконечно большим. Однако практически из-за пусков, остановок, изменения режима работы машины (температуры, нагрузки и т.д.) износ неизбежен.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум