2 / 4
А.А. Хабаров
2
затягивается при вращении вала силами вязкостного трения в напор-
ную часть слоя, где образуется повышенное давление жидкости, в
сумме равное нагрузке от вала, которое препятствует непосредствен-
ному соприкосновению указанных поверхностей. Таким образом, со-
здает гидродинамический смазочный слой.
Разработанные конструкции новых подшипников имеют цирку-
ляцию смазки внутри вкладыша. Принцип действия заключается в
том, что основная масса смазки не сливается в картер, а циркулирует
в смазочном слое: после прохождения через зону нагружения масло
через боковые канавки снова возвращается в нагруженную часть сма-
зочного слоя.
В ходе создания подшипников разработана методика, позволяю-
щая рассчитывать минимальную толщину смазочного слоя, угол,
определяющий положение минимальной толщины смазочного слоя,
давление в произвольной точке, момент сопротивления вращению,
мощность теплообразования подшипников с дугой охвата 180° и цен-
тральной вертикальной нагрузкой на вкладыш.
Определим исходные значения: опорная нагрузка подшипника
117 кН, рабочая ширина вкладыша подшипника 365 мм, частота вра-
щения вала 297 об/мин, диаметр шейки вала 399,943 мм, диаметр
вкладыша 400,52 мм, плотность масла при 15 °С — 905 кг/м³, коэф-
фициент объемного расширения масла 6,32
10
–4
град
–1
, динамическая
вязкость масла при температуре 20 °С — 271 МПа
с, при температуре
80 °С — 12 МПа
с.
Установлено, что для средней температуры в смазочном слое
80 °С минимальная толщина смазочного слоя равна 30 мкм; разница
средних температур масла на входе и выходе из масляного клина со-
ставляет 3,3 °C; мощность теплообразования равна 1,62 кВт; объем
масла, поступающего в клин, 408 мл/с; объем масла, выходящего из
клина через сечение минимальной толщины слоя, 125 мл/с; объем
масла, выходящего из клина циркуляционной канавки, равен 283 мл/с.
Данные подтверждают образование в подшипнике эффективной внут-
ренней циркуляции смазки, при которой смазка, попав в смазочный
слой, снова туда возвращается, охлаждаясь непосредственно в самом
слое.
Один из методов создания автономного подшипника — исполь-
зовать часть смазочного слоя в функции циркуляционного масляного
насоса. Смазочный слой автономного опорного подшипника на про-
тяжении 360° длины имеет различное функциональное назначение:
напорный (несущий) слой, слой с внутренней циркуляцией, вакуум-
ный слой и свободный (насосный) слой. Благодаря перепаду давле-
ний в подшипнике-насосе происходит прокачка смазки через масло-
охладитель, охлаждаемый воздухом.
Подшипник выполняет функцию циркуляционного насоса, ис-
пользуя насосный эффект в свободной части смазочного слоя. При