Цель работы: Изучение конструкции и назначение подшипника жидкостного    

                        трения. Ведение прочностного расчета подшипника.

Задание: Провести проверочный расчет подшипника жидкостного трения, если

             известны следующие исходные данные: - максимальное усилие де-

             ствующие на подшипник;  - длинна цапфы подшипника; - диаметр    

             цапфы подшипника; - скорость прокатки;  – диаметр валков стана.

             Смазка подшипника и исходные  данные приведены в таблице 4.2.

Теоретическая часть

Рис.4.1. Конструктивные элементы подшипника жидкостного трения и вязкость масел, применяемых для смазки ПЖТ: а — принципиальная схема конструкции подшипника; б — смещение центра расточки втулки-вкла дыша; в — зависимость абсолютной (динамической) вязкости масел от температуры (марки масел: турбинное УТ, авиационное МЗС, МС-20, МК-22, машинное 1 и прокатное П-28 брайтсток).

  Основными деталями подшипника являются (рис. 4.1, а): сменная втулка-цапфа 5 и втулка-вкладыш 1. Втулка-цапфа 5 насажена (на шпонке) на коническую шейку валка и вращается вместе с ним. Наружный диаметр цапфы определяет номинальный диаметр подшипника. Для передачи осевых усилий от валка 3 на корпус подушки (закрепленной в станине 4) на втулке-цапфе 5 предусмотрен кольцевой бурт, опирающийся с одной стороны на кольцо 9 (из двух полуколец), с другой – на кольцо-крышку 8. Для предохранения от осевого смещения втулка-цапфа закреплена на цапфе резьбовым кольцом 6 с полукольцами 7. Чтобы обеспечить полную герметичность рабочих поверхностей и исключить проникновение пыли и влаги, предусмотрены тщательные уплотнения в торцевых крышках 8 и 10. Для улучшения условий подачи и «затягивания» масла в масляный клин во втулке-вкладыше предусмотрены масляные карманы 2 с обеих сторон (для возможности реверсивного вращения цапфы).

 Среднее давление в подшипнике (по проекции его диаметра рис. 4.2)

                                                          .                                            (4.1)

 Для подшипника скольжения с заливкой из высокооловяннистого баббита Б83 допустимо

Рис.4.2. Гидродинамическое жидкостное трение в подшипнике с вращающейся цапфой ( I - положение покоя; II -  положение цапфы при ее вращении).

Для заданной внешней нагрузки на подшипник и среднего давления коэффициент грузоподъемности масляного клина по формуле:

                                                 ;                                    (4.2)

где  – условный коэффициент грузоподъемности ПЖТ, ;  - вязкость масла при рабочей температуре 50 С (см. рис. 4.1, в) ; - окружная скорость вращения цапфы ( ); - диаметр цапфы;  - угловая скорость вращения валков ( ); - скорость прокатки;  – диаметр валков стана;  - длинна цапфы подшипника.

Чтобы работа подшипника была более устойчивой (без вибрации цапфы), принимают относительный эксцентриситет ; при котором  и по формуле (4.2) находят и или по кривой на рис. 4.3.    

  При изготовлении по-

дшипника допустимы пре-

дельные допуски по диа-

метру: втулки – вклады-

ша: +24мкм и втулки – ца-

пфы: -18мкм. Возможный

радиальный максималь-

ный зазор

.

По кривой на рис. 4.3

находят при макси-

мальном зазоре и

коэффициенте грузопо-

дъемности .

 Коэффициент запаса

ПЖТ по толщине масляно-

го при заданной нагрузке:

 а) при номинальном ра-

диальном зазоре

          (4.3)

 б) при максимальном рад          Рис.4.3. Номограмма для определения  грузоподъе-

иальном зазоре по                  мности подшипника  жидкостного трения.

той же формуле(4.3), где

- критическая минимальная толщина масляного слоя,

Коэффициент трения подшипника

                                                                                 .                                             (4.4)                         

Примечание: При-мер использования рис.4.3. Например, задаются относитель-ным эксцентрисите-том (в преде-лах 0,67…0,93), при котором . Например, если , то полу-чили точку А и нахо-дим: ;

Отчет о работе должен содержать : тему и цель работы, расчетную схему (рис. 4.2) и расчетную часть со всеми пояснениями; в конце работы необходимо сделать вывод, в котором необходимо указать коэффициенты запаса ПЖТ по толщине масляного слоя и коэффициент трения подшипника. Для подготовки к защите ответьте на контрольные вопросы.                                                      

Контрольные вопросы:

1) Назовите и покажите все конструктивные элементы подшипника жидкостного трения.

2) Почему шейку валка изготовляют конической.

3) Назовите виды трения скольжения, и какой вид использован в подшипниках жидкостного трения.

4) Объясните принцип работы подшипника жидкостного трения.

5) Назовите типы подшипников, которые нашли применение в опорах валков.

6) Назовите основные параметры подшипников жидкостного трения.

7) Можно ли пускать стан под нагрузкой, если его валки установлены в подшипниках жидкостного трения.

Таблица 4.1. Исходные данные для выполнения работы

№ варианта				марка масла			№ варианта				марка масла
	кН	мм	мм	-		мм		кН	мм	мм	-		мм
1	50	105	140	МЗС	30	250	16	60	110	140	МК-22	35	260
2	60	100	135	МЗС	25	245	17	40	105	145	МК-22	30	250
3	70	105	140	МЗС	30	255	18	50	105	135	МК-22	30	260
4	80	110	155	МЗС	35	260	19	80	120	165	МК-22	40	280
5	40	105	140	МЗС	30	250	20	70	120	150	МК-22	35	265
6	60	105	145	МС-20	30	250	21	60	105	135	П-28	30	250
7	50	100	140	МС-20	25	240	22	40	100	125	П-28	35	240
8	70	110	145	МС-20	35	260	23	50	110	140	П-28	35	250
9	40	100	130	МС-20	30	240	24	80	130	175	П-28	25	280
10	70	115	150	МС-20	40	265	25	60	100	140	П-28	30	245
11	50	105	150	УТ	30	260	26	70	105	145	Машинное- I	30	250
12	80	115	160	УТ	35	265	27	50	100	135	Машинное -I	25	250
13	70	120	155	УТ	30	270	28	40	110	145	Машинное -I	40	255
1 4	60	115	150	УТ	30	265	29	60	110	145	Машинное -I	30	255
15	40	110	140	УТ	35	260	30	70	115	155	Машинное -I	35	260

Практическая работа № 5