Способ обеспечения работоспособности подшипников

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЩИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 43 19) М 13/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ннъй инстиуре расчети трении каВ . б.: Ма)1 1,.БОТОСПОСОБ 3 где прин скольаемые ма- изобрете- вибраций нымменя инивания м нагрузки ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 23.11,88. Бюл, У 43 (71) Куйбьппевский авиаци тут им. акад. С,П, Корол (72) Б.М. Силаев(53) 658.562,02.7(088.8 (56) Силаев Б.М. 0 струк ной модели изнашивания п чения в активных средах, шиноведение,. М 1981, с. 89-97,(54) СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАНОСТИ ПОДШИПНИКОВ(57) Изобретение относитсяобластям машиностроенияются подшипники каченияжения, смазываемые и охлаждловязкими жидкостями, Цельния - устранение повьппенныхи изнашивания, а также заклопор. По известным величина Р,. на подшипник и скорости чп еговрашения находят температуру Т жицкссти на выходе из подшипника и необ;.одимую прокачку й жидкости, Понайденным Т,и известной геометрии камеры смазки перед подшипникомнаходят давление Р(Р , 7) насьпцекных паров жидкости, Затем жидкостьподают в подшипник прн давлении нениже, чем даьлен.:.е Ропределяемом из соотношения; Рпчин =ЙВчп:2+ Р (Г чп), где Ры,амидминшальная допустимая величдна давления жидкости, н/м Я - плотностьжидкости, кг/м ; б - коэффицдденткавитации, определяюций характер течения жидкости в полости подщипникового узла, Заклинивания опор невозникает, т.к, на торцах вкладьппейподшипников выполнены канавки переуска жидкости из зоны высокого давпения насоса в входные камеры подшипников скольжения, 2 ил.где Изобретение относится к различнымобластям машиностроения, где применяются подшипники качения и скольжения, смазываемые и охлаждаемые5маловязкими смазочно-охлаждающимижидкостямц и может быть использованокак прн эксплуатации уже готовыхизделий, так и при проектированииподшипниковых узлов различных машин 10,и при доводке их на повышенный ресурс ц надежность.Цель изобретения - устранение по-вьппенцых вибраций и изнашивания, атакже заклинивания опор, работающих 15со смазкой и охлаждением Маловязкойсмазочно-охлаждающей жидкостью типаводы, керосина., криогенных жидкостейи др., прокачиваемоц под перепадом ,давления через полость подшипника. 20На фцг. 1 изображена коцструктпвная схема подшипникового узла с подшипником качения; ца фиг. 2 - то же с гидродицамическим подшипникомскольжения.Устройство (фиг, 1) состоит изподпипника 1 качения, установлецного на вал 2 и в корпус 3, в котором , предусмотрен подводящий канал 4 дляподачи под некоторым давлением через систему отверстий в корпусе 5уплотнений во входную камеру 6 идалее в полость подшипника и на сливмаловязкой смазочно-охлаждающей жидкости.Конструктивная схема гидродинамцческого подшипника скольжения.(фиг,2)состоит из цапфы 7, вкладыша 8, установленного и корпус, в которыхвыполнен подводящий канал 9 для подачи во входную камеру 10 и далее взазоры подшпгникь смазочно-охлаждающей жидкости.Способ обеспечения работоспособности подшипников прц работе их на маловязких смазочно-охлаждающих жидкостях осуществляют следующим образом.Предварительно, по известным величинам нагрузки на подшипник Р и50 скорости вращения ч внутреннегокольца под 1 пипнцка 1 (фиг,1) и цапфы7 (фиг. 2) определяют температурусмазочно-охлаждающей жпдкостина выходе цз подшипника и необходимую прокачку через полость подшипника Я55 расчетным путем по известным методи; ком илц экспериментально путем фактического замера, Далее по 0, и известной геометрии входных камер 6 ц 1 О (Фиг.1 и 2) вычисляют скорость чп набегающего потока жщкости в указанных камерах подшипциковых узлов и определяют по справочным данным давление насыщецньгх паров жидкости (Рп (Р, ч ) при найденной ее температуре, Затем указанную жидкость подают во входные камеры 6 и 10 подшипниковых узлов под давлением Ро не ниже чем РЫ ВХ. МИН 1 ределяемым иэ соотношения в,мин и 2 Рп(п чп) (1) плотность смазочно-охлаждающей жидкости, кг/м,скорость набегающего потокасмазочно-охлаждающей жщкости во входной камере подшипникового узла 1 м/с 1коэффициент кавитации, опре-фделяющий характер течениязаданной жидкости в полостиподшипникового узла;- давление цасьпценцых паров .жидкости при данной температуре, 11/м , определяемое2как от действующей нагрузки ца подшипниках Г и скороисти его вращения чп. Указанное соотношение получено из рассмотрения движения жидкости через полость подпьипннкового узла (фиг. 1 и 2). Пренебрегая изменением энергии положения, в виде второго порядка ее малости, применим уравнение Бернулли (энергии) в относительном движении для сечений: сечения.Л-Л и В-В непосредственно во входных камерах б и 10 подшипциковых узлов, а также сечения Б-Б и Г-Г в области минимального давления. Для шарикового подшипника область минимального давления находится в зазорах между сепаратором и кольцами подшипника 1 (фцг. 1), для подшипника скольжения указанная область находится в зоне, расположенной противоположно от области, где возникает максимальное гидродинамическое давление, т.е. в области, расположенной противоположно от направления действия нагрузки на подшипник (фиг, 2), Минимальному давлению в указанных областях соответствует максимальная+ си "В" -. 1 + о А."х.е, (2)вх.м 1 л Г 2 мллл Преобразуем уравнение (2) к виду 1 ЛСл( С Ц 111ЕГ 1 11 111 И 1л гб С1 Н л 1 С И 1 1 Н И и ж И л С К лГ Т И иЕ З С л1 Оуне 51 ил 11.1 ил н 11 брлиий, режи 1 рлбстыИОД 1 ПИИЦИСЛ КЛЕНИЯ ИЛИ ГКОЛЬЖЕЦИЯ,щ гР =С -- "- + 1 1 си, . 1 (6) Вл, 1 л и ил исХ.МИ Л МИл1г ВхПолученньсе безразмерные отношениявеличин (3) носят цлимецонлние коэффициента давления ССледовательно, можем записатьР Вх иЧмНН (хгАокС )йГ 1сг-- л ,гехвхСогласно теории кавитации при днижеции жидкости н зависимости От скорости набегающего потока, давления н нем и формы обтекаемого тела величина давления может достигнуть критического значения, ири котором происходит вскипацие" жидкости, Образуются полости, так называемые канцтационные каверны, которые злпохсцяютсяпарами жидкости и выделяящимся из жидкости растворенным в ней газом. Указанное критическое давление зависит от Физических свойств жидкостии ее температуры, а также от номожного присутствия н ней дисперс.цых примесей, котсрые, становясь центрами пярообразоняция, ускоряют этот процесс. Нцжним пределом з 51 лчен 11 критического давления янляется длнление насьпеццых паров жидкости Р, зависящее от температуры жидкости.Подставляя н (4) критическое давление Р которое для подшипников в основном определяется действующими м/нагрузками Ги сксростью ч, т.е.Ри(Рсс, У, ), полУчим коэффици-ент кдвитлиии (или канитдциоцное число) си для подшипниковВх мллл Рс (л и ъ си ) - с уПРЕОбРаЗОВЬВДЯ (5, ОКОНЧатЕЛЬНО получим вьраж ение для определения давления Р но входной камере м Ил подшипниксного узла, обеспечиндю -КоэФФ 1 ц 51 ецт клнитяции 61 иолу 1 О чепцом урлннеции (51 определяетсяЭКС 1 ЕРИМЕЦтлЛЬНВ ДЛЯ Кяжр ОГО тИИЛопоры с учетм Формул;(5;1, Б перломириблгжеции уклзлниый ксэффициентможно взят н пределах сп = 0,02-0,3.11 При работе подшипник ных Опорсмазочно-охл;ждлющля жидкость подается через псдн; дяпие клцллы А(Фиг. 1) и 9 ,Фиг, 21 соответственно во нходцые камеры б и 10 тякх 20 чтсбы н них обесиечинллось давлениеР ЦЕ НИЖЕ, ЧЕМ ДЛВ.ЕНИЕ РЕ мкярЛССЧИтдННОЕ ПО ФорхУЛЕ (6 ДдЛЕЕжидкость, прсйд: через зазоры подшипников и охладив пс:нерхности тре ния, нагреется до расчетной темпе -рлтуры и ныйдст из зазоров на слив.Давление цл выходе из указанных зазоран должно ос.лться таким, чтобьОбеспечить необхоиимый слив жидсо сти по гидравлическому тракту. Поэтому длнление но нход;ой камереподыиипсовых у лон Р, принимаетсяс учетом уклзл 1 Иых потерь по тракту, т.е, це и;же (равным или несколько больпигм) миимял НО необходимого согласно соотношению 11) давления Рредотнрлщлющего канитлционше явления н полостях подпилпиковых л;злон Прсдллглемый сис ссб эксперимецТ 11 ЛЬНл ГРОНЕРЕН ИРИ 1 СПЫТЛНИЯХ ПОДшиицикав качения типа 207 Ю и 209 1 Оца стендовой установке, Указанныеподшипники исытызллись с прокачкой 45 воды через полость опоры0,35 л/с для подшипника 207 Ю и0.,45 л/с для подшипника 209 Ю,Режимы испытлця; члстотя вращениядл 51 Обоих ти 1,с;н подшипников и-л 1 О мин, де 11 стнюи 1;це нлгрузки -радиальные = 5 1 О 11 и Р 1,7 О 11, ссе 1;ые,д -- 5 10 П иР = 7 О 11 соотнеСтвецси для поддшииникон 207 1 О и 209 1 О, При .лнле циях во входной камере подшииниково; О узла соответственно для подшипника 207 Ю и 209 Ю, составляющих Р х- О, 085 МПя (0,85 кгс/см , и 1=5 4 - О,11 ИПл (,1, кгс/см), цбгодл- лись шум и сильная Вибрация испытуемых опор. После испытаний имело место увеличение внутренних зазоров подшипников, что свидетельствовало об изнашивании поверхностей трения. При увеличении давления во входной камере соответственно до Р, = О,1 МПа и Р,О,14 МПа без изменения прокачкйуказанные явления при испытани ях прекратились.Лналогичные нежелательные явления 39438что ВОВязкуо жидкое ь Прок лчивсютиз ВхОЦБОЙ камер ч е раз и Одпи 1 цикОТЛИЧЛОЩИЙСЯ ТЕЛ,ТО,с целью устранения иовьппенньх вибрлций и изцлшцвлция, а также злклицивлния опор, жидкость подают во Входцуо камеру подшипникового уэлл поддавлением не ниже, чем давление Ропределяемое из соотнопения:с последующим заклиниванием опор наблюдались в подшипниках скольжения при перекачке воды шестеренным насосомпрецназначенным для перекачки минеральных масел. Выполнение ца торцах вкладышей подшипников канавок пере-пуска жидкости из зоны высокого давления насоса Во входные камеры подшипников скольжения устранило ука занные дефекты.Предлагаемый способ позволяет уст ранить повышение вибрации и износ, а также заклинивание подшитниковых опорФормула изобретения где5 Р25 (Г,ч) Способ обеспечения работоспособности подшипников, заключаощйся в том, ЗО,/ плотность смазочно-охллждаошей жидкости, кг/м;скорость набегающего потокасмазочно-охлаждающей жидкости во входной камере подшипцикового узла, м/с;коэФфициент кавитации, определяющий характер течениязлдлцнпй жидкости в полостиподшипникового узла,давление насыщения паровжидкости при данной температуре, Н/мф, определяемое как функция от действуошей нлгрузки Р и скорости ч его вращения.1439438 рректор О. Кравцова Патруше Реда Подписи Тираж 84 68/4 За роизводственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 3035, Москва, Жставитель М. Корови Техред М,Дидык ого комитета СССРий и открытийРаушская наб., д, 4/5