Princíp činnosti hydrodynamických ložísk. Hydrodynamické ložisko je kvapalinové trecie ložisko. Tieto ložiská sú radiálne a axiálne. Radiálne ložisko má tri alebo štyri segmenty (pätky) 1 (obr. 7.6). Podpera je naplnená olejom pomocou hydraulického systému. Gravitačné neotáčavé vreteno 3 klesá do segmentov. Keď sa vreteno uvedie do rotácie, jeho drsný povrch vtiahne olej do medzier medzi ním a segmentmi. Dizajn segmentu, najmä odsadená poloha jeho podpery 2 vzhľadom na os symetrie, umožňuje jej otáčanie pôsobením tlaku oleja, čím vzniká klinová medzera, zužujúca sa v smere otáčania vretena, v tejto medzere je hydrodynamický tlak R, držanie vretena v zavesenej polohe. Ak sa vreteno otáča na multi-V ložiskách so samonastavovacími segmentmi, ktoré ho rovnomerne prekrývajú po obvode, jeho mierne posunutie zo strednej polohy pôsobením vonkajšieho zaťaženia vedie k prerozdeleniu tlaku v klinovej medzere a vznik výslednej hydrodynamickej sily, ktorá vyrovnáva vonkajšie zaťaženie.

Hydrodynamické ložiská sa odporúčajú pre vretená, ktoré sa otáčajú vysokou konštantnou alebo málo sa meniacou frekvenciou a vnímajú malé zaťaženie, napríklad pre vretená brúsnych strojov. Výhody hydrodynamických ložísk sú vo vysokej presnosti a životnosti (zmiešané trenie len v momentoch rozbehov a zastavení), nevýhody sú v zložitosti konštrukcie systému prívodu oleja pre ložiská, v zmene polohy osi vretena s zmena rýchlosti jeho otáčania.

Olej pre hydrodynamické ložiská. Typicky sa používa minerálny olej triedy L (velocit), ktorý má dynamický koeficient viskozity r.= (4...5)10~ 3 Pa-s pri teplote 50 C. Olej (1...3 l / min pri tlaku 0,1 ... 0,2 MPa) sa do ložiska privádza pomocou hydr. systém vrátane jemného filtra a chladiacej jednotky.

Návrhy radiálnych hydrodynamických ložísk. Ložiskové segmenty musia byť schopné samostatne meniť svoju polohu ako v rovine kolmej na os vretena, tak aj v rovine prechádzajúcej osou. Ten eliminuje možné vysoké okrajové tlaky v nosiči, sprevádzané prehriatím oleja v tenkom hraničnom filme a stratou jeho mazacích vlastností. Existuje množstvo prevedení ložísk, kde sa vôľa medzi hriadeľom a segmentmi automaticky mení v závislosti od zaťaženia a otáčok vretena.


Jeden z návrhov - LON-88, vyvinutý spoločnosťou ENIMS, je znázornený na obr. 7.7. Ložisko je vyrobené vo forme samostatného bloku pozostávajúceho z dvoch krúžkov 2, troch segmentov 1 a dištančný krúžok 3. Vonkajšia koncová plocha segmentov je v dvojbodovom kontakte s kužeľovými plochami krúžkov, v dôsledku čoho môžu byť segmenty inštalované pozdĺž osi vretena a v smere jeho otáčania. Dištančný krúžok svojimi výstupkami zabraňuje pohybu segmentov po obvode. Zmenou hrúbky dištančného krúžku je možné nastaviť pracovnú vôľu v ložisku.

Ložiská inej konštrukcie - LON-34 - so segmentmi 1 , vytvorený v dôsledku rotácie na guľových podperách ALE(obr. 7.8), umožňujú rýchlosť posuvu až 60 m/s pri absencii okrajového tlaku* Podpery segmentov sú vyrobené vo forme skrutiek 2 z kalenej ocele s jemným závitom. Ich pohybom v radiálnom smere sa nastavuje radiálna vôľa v podpere a poloha osi vretena. Na zvýšenie tuhosti sú medzery v závitových spojeniach nosných čapov s telom zvolené maticami 3, Aby sa znížilo opotrebovanie segmentov v momentoch rozbehu a brzdenia vretena, sú vyrobené bimetalicky: na oceľovú základňu sa odstredivým liatím nanesie vrstva bronzu Br OF10-0,5, Br 0S10-10 alebo iného antifrikčného materiálu. . Parameter drsnosti Ra pracovné plochy segmentov by nemali byť vyššie ako 0,32 mikrónov, hrdlá vretena - nie vyššie ako 0,04 ... 0,16 mikrónov. Rozmery segmentov a nosných skrutiek sú uvedené v tabuľke. 7.1 a 7.2.


Príklad konštrukcie zostavy vretena. Hydrodynamické ložiská sú inštalované v predných a zadných podperách zostavy vretena brúsky (obr. 7.9) 1 typ LON-88. Axiálne zaťaženie preberá obojstranné axiálne ložisko tvorené kotúčmi 2 a 4, Burt je s nimi v kontakte 3 vreteno. Mazivo sa do tohto ložiska dodáva cez otvory B a 5. Tesnenia hrdla zabraňujú vytekaniu oleja z vreteníka. Podľa kanála G olej z dutín tesnení odteká do puzdra vreteníka.

Konštrukčné parametre ložísk. Priemer D vretenové krky sa vyberajú podľa podmienok tuhosti. Dĺžka I ložiska pre brúsky - 0,751), pre presné sústruhy a vyvrtávačky - (0,85-0,9) D. Dĺžka oblúka pokrytia vložky (0,6-0,8)1. Priemerová vôľa = 0,003 D. Typicky sa používajú ložiská s tromi alebo štyrmi puzdrami.


Výpočet hydrodynamických radiálnych ložísk. Výpočet sa vykonáva za účelom určenia rozmerov ložiska v závislosti od danej nosnosti podpery a jej tuhosti. Okrem toho sa zisťujú straty trením v podpere.

Nižšie je uvedený spôsob výpočtu radiálnych hydrodynamických ložísk s tromi alebo štyrmi samonaklápacími segmentmi pre ložiská s klznou rýchlosťou do 30 m/s [67].

Východiskové údaje: konštrukčné parametre ložiska, otáčky vretena, maximálne radiálne zaťaženie, požadovaná radiálna tuhosť podpery.

Nosnosť (N) jedného segmentu v strednej polohe vretena

kde je dynamická viskozita oleja, Pa-s; n- otáčky vretena, otáčky za minútu; D- priemer vyvŕtania segmentu, mm; AT- tetiva segmentového oblúka, mm; L- dĺžka segmentu, mm; ; odhadovaná diametrálna vôľa, mm.

Pôsobením výslednej sily sa vreteno posunie zo svojej pôvodnej polohy o e milimetrov a jeho nová poloha sa vyznačuje relatívnou excentricitou Ak výsledná sila smeruje pozdĺž osi podpery segmentu, únosnosť trojsegmentového ložiska

Existujú dva bežné spôsoby vytvárania podporný» tlak:

statický ( hydrostatický) a hydrodynamický. V súlade s tým existujú hydrostatické a hydrodynamické kvapalinové trecie ložiská. AT hydrostatické ložiská tlak v nosnej vrstve maziva vytvára čerpadlo, ktoré dodáva materiál do medzery medzi čapom a ložiskom. Tieto ložiská vyžadujú pre normálnu prevádzku zložitý hydraulický systém. Hydrodynamické ložiská sa viac rozšírili. V nich by sa mazivo malo privádzať len do nízkotlakovej zóny, odkiaľ je odčerpávané rotujúcim čapom, tvoriacim klinovú nosnú vrstvu. Prechodom cez úzku časť radiálnej vôle sa časť maziva odstráni do koncovej medzery medzi čapom a ložiskom. Ďalšia jeho časť prúdi do koncovej štrbiny cez čap a chladí ložisko. Špecifické zaťaženie ložiska p=F r /(ld).

73. Konštrukcie klzných ložísk a materiály častí. Klzné ložiská pozostávajú z dvoch hlavných častí: puzdra a puzdra ložiska (vložky). Použitie vložiek umožňuje vyrábať diely krytu z lacných materiálov a uľahčuje opravy. V malých a nekritických ložiskách niekedy vložky chýbajú, v tomto prípade ich účel plnia puzdrá. Najbežnejšie podpery s pevnou osou b) a s pohyblivou osou c) Mechanizmy používajú podpery na stredoch a podpery na jadrách d, e) Jadrá sú vyrobené vo forme valcových osí s priemerom 0,25 ... 2 mm , ich kónické konce sú zaoblené pozdĺž polomeru guľovej plochy rk= 0,01...0,2 mm. Podpery mechanizmov a strojov možno podmienečne rozdeliť na samostatné a vložené. Autonómny podpery sú vyrábané podľa noriem v odnímateľné a neodnímateľné exekúcie. Ložiská s jednodielnym puzdrom sú pomerne jednoduché a lacné, no ťažko sa montujú. To obmedzuje ich rozsah. Delené ložiská sú široko používané v rôzne prevedenia. Skladá sa z: tela 1 , kryty 2, puzdro 3, upevňovacie skrutky s maticami 4 a olejček 5. Ložiskové panvy sú valcové bez osadenia pre radiálne zaťaženie alebo s osadením pre zachytávanie axiálnych a radiálnych síl. Sú vyrobené odnímateľné a odnímateľné Odporúča sa rozdeliť vložku v rovine kolmej na radiálne zaťaženie a rozdelenie krytu by malo byť stupňovité. Výstupok v stupňovitom konektore bráni bočnému pohybu krytu vzhľadom na puzdro ložiska. Mazanie sa vykonáva rôznymi mazivami pomocou mazadiel s uzáverom alebo kvapkadlom.

74. Všeobecné informácie Klasifikácia valivých ložísk. Valivé ložiská sú najbežnejším typom ložísk pre časti mechanizmov a strojov. Na rozdiel od klzných ložísk implementujú valivé trenie medzi časťami: vonkajšie 1 a vnútorné 2 krúžky, valivé prvky 3 umiestnené medzi krúžkami. Na ochranu valivých telies pred vzájomným kontaktom sú od seba oddelené separátorom 4.



Valivé prvky sa pohybujú na starostlivo opracovaných bežeckých pásoch ALE vyrobené na prsteňoch. Výhody valivých ložísk oproti klzným ložiskám: 1) malé axiálne rozmery, 2) nízky odpor pri štartovaní a otáčaní, 3) jednoduchá údržba, 4) nízka cena, 5) zameniteľnosť. Nedostatky: 1) veľké radiálne rozmery a zložitá montáž, 2) nižšia radiálna tuhosť, 3) nízka odolnosť pri vysokých rýchlostiach (v dôsledku prehrievania) atď. Klasifikácia ložísk. 1) Podľa tvaru valivých telies sa ložiská delia na loptu a valček vo forme valčekov a) c krátky a a dlhý valcový valčeky, b) c kužeľovité c) súdkovité G) ihličkovité di skrútený valčeky). 2) V smere vnímaných síl sa ložiská delia na: a) radiálne, vnímajúce prevažne radiálne zaťaženia, b) uhlový kontakt, vnímať pôsobenie radiálnych a axiálnych zaťažení; c) ťah-radiálny, vnímajte axiálne zaťaženie s miernym radiálnym zaťažením; G) tvrdohlavý, vnímajúci len axiálne sily Podľa schopnosti samonarovnávania sa ložiská delia na nie samovyrovnávacie a samovyrovnávacie umožňujúce otáčanie osi vnútorného krúžku vzhľadom na os vonkajšieho krúžku. Podľa počtu radov valivých prvkov sa rozlišujú ložiská jeden riadok , dvojrad a štvorradový. Ložiská s rovnakým priemerom otvoru sú rozdelené na séria: podľa celkových rozmerov vonkajšieho priemeru ultraľahký, extra ľahký, ľahký, stredný a ťažký, a v závislosti od šírky sa delia na: extra úzke, úzke, normálne, široké, extra široké.


75. Statická únosnosť. Statická únosnosť ložiska je zaťaženie Takže(radiálne a axiálne), čo spôsobuje celkovú trvalú deformáciu najviac zaťažovaného valivého telesa. C hodnoty o pre ložiská rôzne druhy a série sú uvedené v referenčných knihách. Ak je ložisko zaťažené súčasne s radiálnym F r a axiálne Fa sily a akceptujeme, že osová sila je rovnomerne rozdelená medzi valivé prvky, potom pomocou schémy zaťaženia môžeme nájsť hodnotu statického ekvivalentného zaťaženia podľa vzorca F се = x 0 F r + Y 0 F a , kde X 0 a O 0 koeficientov radiálnych a axiálnych síl. Hodnoty koeficientov x o a O pre ložiská rôznych typov sú uvedené v referenčných knihách. Pre každé ložisko je možné získať rovnaké statické ekvivalentné zaťaženie s rôznymi pomermi síl F r a Fa Ložisko je vybrané z podmienky F s ≤ C 0, ak F s > F r pri F s ≤ F r akceptuje F s = F r .

76. Dynamická únosnosť ložísk. Pri dynamickej zaťažiteľnosti OD ložiská sú definované ako trvalé radiálne zaťaženie (v N), ktoré znesie ložisko s jedným pevným krúžkom počas menovitej životnosti jeden milión otáčok. Berúc do úvahy podmienku pevnostnej spoľahlivosti ložiska, trvanlivosť ložiska možno vyjadriť ako L=(C/F) q ≤L p, kde L- nominálna životnosť ložiska (milión otáčok); OD- dynamická nosnosť (N); q- ukazovateľ stupňa krivky únavy ložísk; lp= 6 - vypočítaná životnosť ložiska, (milión otáčok) P- frekvencia otáčania krúžku, (min-1); lh- odhadovaná životnosť ložiska, (hodina). Exponent q= 3 - pre guľkové ložiská a q= 3,33 - pre valivé ložiská. Hodnoty dynamického zaťaženia OD pre ložiská rôznych typov a sérií sú uvedené v referenčných knihách.

č. 77 Požiadavky na druhy výrobkov na ne. Etapy vývoja stroja.

Sada detailov určené na spoluprácu sa nazývajú montážna jednotka (uzol). : ložisko, podperná zostava, prevodovka atď. Napriek rozdielu v strojoch sú časti a zostavy v nich v podstate rovnaké: rôzne spoje (závitové, zvárané a pod.), ozubené kolesá (ozubené, skrutkové a pod.) hriadele, spojky a pod. Požiadavky na produkt

výkon jednou z najdôležitejších požiadaviek Kritériá: pevnosť ( odolnosť častí stroja proti zničeniu) , tuhosť(schopnosť častí odolávať zmene tvaru) , odolnosť proti opotrebovaniu(schopnosť častí odolávať opotrebovaniu, t.j. procesu deštrukcie a oddeľovania materiálu od povrchu

pevné telo). , odolnosť voči vibráciám .

ETAPY VÝVOJA STROJOV

Prvé štádium - rozvoj referenčné podmienky (TK) - dokument obsahujúci názov, hlavný účel, technické požiadavky, ukazovatele kvality, ekonomické ukazovatele a špeciálne požiadavky zákazníka na výrobok.

Druhá etapa - vypracovanie technického návrhu (TP) - agregáty KD zdôvodnenie uskutočniteľnosti vývoja produktu na základe návrhov v TK zvažuje možnosti riešenia. TP schválené objednávateľom a generálnym dodávateľom.

Tretia etapa - vývoj návrhu dizajnu (EP)-zbierka KD, obsahujúci zásadné konštrukčné riešenia, poskytujúce predstavu o zariadení zariadenia, princípe činnosti, rozmeroch a hlavných parametroch. To zahŕňa vysvetľujúcu poznámku s potrebnými výpočtami.

Štvrtá etapa - vypracovanie technického projektu- agregáty KD- konečné rozhodnutie s úplným pochopením dizajnu produktu. zvažuje sa otázka spoľahlivosti uzlov, dodržiavania bezpečnostných predpisov, podmienok skladovania a prepravy a atď.

Piata etapa - vypracovanie pracovnej dokumentácie (RD) - súbor dokumentov obsahujúcich výkresy, aby sa dali použiť na výrobu výrobkov a kontrolu výroby a prevádzky. V tejto fáze sa vyvíjajú optimálne návrhy dielov.

Hydrodynamické, alebo, ako sa často nazýva, hydraulické ložisko je strojárenská jednotka, v ktorej pracovnou tekutinou, ktorá priamo vníma zaťaženie hriadeľa mechanizmu, je tenká vrstva izolačnej mazacej tekutiny vstrekovanej do konštrukcie pomocou mazaného hriadeľa. .

História vynálezu ložiska

História vynálezu ložiska má viac ako tisíc rokov. Prvé primitívne klzné ložiská pochádzajú z obdobia neolitu. Ľudia ich vyrábali z kameňov a používali ich v náradiach na vŕtanie ohňom a rôznych točivých nástrojoch. S rozvojom ľudskej civilizácie sa primitívne klzné ložiská začali používať v mnohých mechanizmoch na princípe kolesa: vo vozoch, na výrobu kruhovej keramiky na hrnčiarskom kruhu, vo veterných mlynoch na zdvíhanie vody a poháňanie mlynských kameňov.

Prvé informácie o valivých ložiskách pochádzajú z roku 330 pred Kristom. Počas tohto obdobia starogrécky inžinier Diad vyvinul dizajn barana na ničenie múrov pevnosti. V tomto dizajne sa pohyblivá časť pohybovala na špeciálnych valčekoch pozdĺž vodidiel.

Prvýkrát bolo kovové valivé ložisko vyrobené v 111. storočí v Anglicku pre veterný mlyn. Konštrukčne ho tvorili dva liatinové krúžky, ktoré boli vodidlami, medzi ktorými bolo umiestnených až štyridsať liatinových gúľ.

V dvadsiatom storočí práca vedcov O. Reynoldsa a N.P. Petrova, ktorí pracovali nezávisle od seba, viedla k pozoruhodnému objavu. Zistili, že ak je rýchlosť otáčania hriadeľa stroja v klznom ložisku naplnenom mazivom dostatočne vysoká, potom na hriadeli vzniká akýsi umelý beztiažový stav, pri ktorom hriadeľ prestáva vyvíjať tlak na ložisko. Technická aplikácia tohto objavu viedla k vývoju klzných ložísk s veľmi nízkymi koeficientmi trenia. Ďalší vývoj objavu viedol k vytvoreniu ložísk, do ktorých sa mazacie pracovné médium vstrekuje zvonku špeciálnym čerpadlom.

Vlastnosti použitia hydrodynamických ložísk

Moderné hydrodynamické ložiská sa používajú v rôznych presných mechanizmoch, keď konvenčné guľôčkové alebo valčekové ložiská nespĺňajú potrebné požiadavky na prevádzku určitých konštrukcií a zostáv. Napríklad, ak je potrebné zabezpečiť minimálne vibrácie, nízku hladinu hluku, minimálne rozmery v stiesnených prevádzkových podmienkach a dostatočne dlhú životnosť. S ďalším vývojom a vylepšeniami sa tieto ložiská stávajú čoraz konkurencieschopnejšími v dôsledku klesajúcich výrobných nákladov.

Rozdiel medzi hydrostatickými ložiskami a hydrodynamickými ložiskami je v tom, že v prvom prípade sa potrebný pracovný tlak kvapaliny vytvára pomocou špeciálneho čerpadla a v druhom je samomazanie zabezpečené pracovným hriadeľom počas jeho otáčania. Je potrebné vziať do úvahy, že samomazací efekt je dostatočne účinný len pri dosiahnutí menovitých rýchlostí otáčania hriadeľa, inak nie je vrstva maziva pod hriadeľom dostatočne hrubá, čo nevyhnutne vedie k zvýšeniu trecích síl a napr. k predčasnému opotrebovaniu mechanizmu. Preto, aby sa predišlo takýmto prípadom, ktoré sa môžu vyskytnúť pomerne často, napríklad pri spúšťaní a vypínaní mechanizmov, je vhodné zabezpečiť špeciálne „rozbehové“ čerpadlo, ktoré sa bude používať iba pri vyššie uvedených prechodných javoch.

Výkonové výhody hydrodynamických ložísk

Konštrukčne sú hydrodynamické ložiská celkom jednoduché a spoľahlivé, pozostávajú spravidla z vonkajších a vnútorných toroidných krúžkov s hermetickým tesnením na spojoch. Prevádzkové náklady sú minimálne alebo žiadne. Ložiská majú prakticky neobmedzenú životnosť. Požiadavky na presnosť ich výroby sú oveľa nižšie ako na presnosť výroby guľôčkových alebo valčekových ložísk. Hladina hluku z takýchto ložísk je oveľa nižšia ako hluk generovaný valivými ložiskami. Vibrácie sú minimálne. Na základe dizajnové prvky ložiská majú v niektorých prípadoch obrovskú schopnosť tlmenia.

Nevýhody hydrodynamických ložísk

Nie je možné nevšimnúť si nevýhody hydrodynamických ložísk.

Majú značné energetické straty. Tieto straty sa menia v dôsledku vonkajších teplotných podmienok, čo značne komplikuje potrebné výpočty teploty. Hydrodynamické ložiská sú náchylnejšie na náhle poruchy v núdzových situáciách. Ložiská sú veľmi citlivé na nepresnosti pri výrobe hriadeľov a ich príslušenstva. Možné netesnosti Pracovné prostredie počas prevádzky. Preto je celkom bežnou praxou inštalovať dva alebo viac čapov do ložísk, aby sa zabránilo úniku na jednej strane.

Oblasť použitia

Ložiská sa používajú najčastejšie v počítačových inštaláciách, napr pevné disky, pre chladiace ventilátory osobný počítač. Aplikácia pre kovoobrábacie stroje, pre jadrové reaktory je možná.

Vynález sa týka strojárstva a možno ho použiť v axiálnych a oporných ložiskách s hydrodynamickou mazacou vrstvou pre stroje a najmä pre ložiská valcovní, kde sú vysoké obvodové rýchlosti a špecifické zaťaženia. Hydrodynamické ložisko obsahuje vrecká vytvorené na jednej z pracovných plôch tvoriacich hydrodynamickú mazaciu vrstvu. V tomto prípade sú všetky vrecká umiestnené iba v časti alebo po celej ploche vrstvy, kde sa tlak zvyšuje po dĺžke vrstvy, a vrecká, počnúc od prívodnej, z ktorej vstupuje mazivo do vrstvy , sú po dĺžke vrstvy navzájom oddelené prepážkami so špičatými vrchmi zakončenými tesniacimi hranami. Technický výsledok- zvýšenie minimálnej hrúbky mazacej vrstvy, zníženie tvorby tepla, zvýšenie únosnosti, zníženie opotrebovania. 4 w.p. f-ly, 8 chorých.

Vynález sa týka oblasti strojárstva a možno ho použiť v axiálnych a axiálnych ložiskách s hydrodynamickým (kvapalným alebo plynným) mazaním pre rôzne stroje a najmä pre ložiská valcovní, kde sa vyskytujú vysoké obvodové rýchlosti a špecifické zaťaženia. Známe zariadenia pre axiálne a oporné ložiská s hydrodynamickým mazaním a viskóznou mazacou vrstvou, pracujúce na princípe Reynolds-Mitchell, v ktorom sú pohyblivé a stacionárne pracovné plochy tvoriace vrstvu hladké, nastavené pod určitým uhlom medzi sebou a tlakom v kvapalnej (plynnej) mazacej vrstve medzi nimi vznikajú v dôsledku utiahnutia maziva do tenkej, zužujúcej sa klinovitej vrstvy silami viskozity (trecími silami tekutiny) vytváranými pohybujúcim sa pracovným povrchom. Na vrstvu pôsobia aj trecie sily zo stacionárneho povrchu, ktoré sú však reakciou na pohyb vrstvy. Pri tomto pohybe vznikajú vo vrstve aj zotrvačné sily hmoty toku maziva, spôsobené prudkou zmenou (vrátane prerozdelenia cez prierez vrstvy) rýchlostí tohto toku, hlavne pôsobením trenia tekutiny. sily od stacionárnej pracovnej plochy vo vstupnom úseku vrstvy, tieto sily sú však významné len pri samotnom vstupe do vrstvy na jej dĺžke (v smere pohybu pracovnej plochy) nie viac ako 2 mm. Ďalej po vrstve rýchla zmena rýchlosť nenastáva a nevznikajú výrazné zotrvačné sily. Preto v ložiskách pracujúcich podľa princípu Reynolds-Mitchell nemajú zotrvačné sily prakticky žiadny vplyv na vytváranie tlaku v mazacej vrstve. Navyše neovplyvňujú zotrvačné sily vznikajúce za mazacou vrstvou v jej súprúdovom prúdení (v ponorenom prúde) v dôsledku zrýchlenia tekutiny vytekajúcej z vrstvy, v nej spomalenej pevnou pracovnou plochou. V dôsledku toho v Reynolds-Mitchelovej mazacej vrstve prakticky pôsobia iba viskózne sily a nimi spôsobené hydrodynamické tlakové sily. Tie od seba odtláčajú pracovné plochy a vytvárajú medzi nimi vrstvu maziva určitej hrúbky. Nevýhodou ložísk pracujúcich na princípe Reynolds-Mitchell je, že trecie sily pôsobiace zo strany pevnej pracovnej plochy v oblasti vrstvy, kde sa zvyšuje tlak po jej dĺžke, neustále spomaľujú mazivo pri jeho pohybe. vrstva. Tým sa zabráni vniknutiu maziva do vrstvy a jeho ďalšiemu pohybu tam, t.j. znižuje otáčky a spotrebu maziva v ňom, čo následne znižuje minimálnu hrúbku mazacej vrstvy, zvyšuje jej teplotu a znižuje únosnosť ložiska. Nie je možné zväčšiť uhol klinu (hodnotu olejovej medzery), aby sa znížilo špecifikované brzdenie, pretože akékoľvek jeho zvýšenie vedie k zvýšeniu bočného úniku maziva z vrstvy a zväčšeniu uhla klinu nad určitú veľkosť - dokonca aj k vzniku spätného pohybu maziva v smere zásobnej kapsy (a vybranie v stacionárnej pracovnej ploche, odkiaľ sa mazivo privádza do vrstvy). Známe zariadenia sú axiálne (A. Cameron, "Theory of lubrication in engineering" str. 67, Mashgiz, M., 1962) a nosné ložiská, v ktorých sú na jednom z povrchov tvoriacich hydrodynamické ložiská vytvorené olejové kapsy vo forme drážok. mazacia vrstva, napríklad ako prototyp zariadenia podľa autorského osvedčenia ZSSR N 796508, tř. F 16 Od 33.4. V takýchto zariadeniach je v dôsledku zväčšenia hrúbky vrstvy v olejových kapsách a z tohto dôvodu zníženia trecích síl zo stacionárneho pracovného povrchu prúdenie v kapsách zrýchlené (a rozvírené) pohyblivým povrchom. , čo zlepšuje mazanie pri štartovacích režimoch a pri nízkych špecifických zaťaženiach znižuje uvoľňovanie tepla. Ale zotrvačné sily v týchto ložiskových zariadeniach tiež neprispievajú k zvýšeniu tlaku vo vrstve, pretože vrecká po dĺžke vrstvy sú od seba oddelené časťami pevnej pracovnej plochy, ktorej dĺžka je oveľa väčšia. než je dĺžka vstupných úsekov, na ktorých sú stále značné zotrvačné sily a nie sú schopné prispieť k prekonaniu odporu rozšíreného úseku vrstvy medzi kapsami a zvýšeniu spotreby mazania. V dôsledku spomalenia z týchto častí povrchu sú teda zotrvačné sily úplne zhasnuté a tok maziva zrýchlený v kapsách si neudrží dodatočnú rýchlosť získanú v predchádzajúcej kapse až do nasledujúcej kapsy. Preto, keď zaberajú užitočnú oblasť pracovnej plochy, kde sa vytvára tlak, takéto vrecká pri vysokých špecifických zaťaženiach znižujú nárast tlaku vo vrstve a znižujú jej minimálnu hrúbku. Účelom vynálezu je zvýšiť nosnosť, znížiť spotrebu energie a opotrebovanie ložísk. Tento cieľ je dosiahnutý tým, že rovnako ako v prototype sú na jednej z pracovných plôch, ktoré tvoria hydrodynamickú mazaciu vrstvu, vytvorené olejové vrecká, ktoré spolu nekomunikujú. Okrem toho sú však podľa vynálezu všetky vrecká umiestnené len čiastočne alebo po celej ploche vrstvy, kde sa tlak zvyšuje po dĺžke vrstvy, a vrecká, počnúc od zásobnej kapsy, z ktorej mazivo vstupuje do vrstvy, sú od seba oddelené po dĺžke vrstvy iba prepážkami so špičatými vrcholmi zakončenými tesniacimi okrajmi. Tiež podľa vynálezu je veľkosť vreciek v šírke vrstvy väčšia ako v dĺžke. Okrem toho sú medzi vreckami po šírke vrstvy medzery. Vzdialenosti pozdĺž šírky vrstvy od okraja pracovnej plochy k vreckám sa zvyšujú pozdĺž dĺžky vrstvy. Veľkosť vreciek po dĺžke vrstvy a hĺbka tesniacej hrany sa zväčšujú tým viac, čím je táto kapsa bližšie k zásobnej. Mazacia vrstva priľahlá k hrebeňu v kapsách, počnúc od zásobnej kapsy, bez toho, aby v nich dochádzalo k veľkému brzdeniu zo stacionárneho pracovného povrchu, je zrýchlená pohybujúcim sa pracovným povrchom a získava ďalšie rýchlosti v celej svojej hrúbke. Ďalej táto vrstva vstupuje do tesniacej medzery medzi kapsami (medzi tesniacou hranou priečky a druhou pracovnou plochou). V dôsledku malej dĺžky tejto medzery prechádza tok maziva cez ňu po dráhe kratšej ako je dĺžka vstupného úseku a zotrvačné sily vo vrstve, ktoré sú najvýznamnejšie práve v počiatočnej časti tohto úseku, prekonávajú trenie. sily zo strany okraja tesniacej prepážky a pokles tlaku medzi kapsami na tejto krátkej dráhe do značnej miery prispievajú k zachovaniu tých hodnôt prídavných rýchlostí cez hrúbku vrstvy až do ďalšej kapsy. získané v predchádzajúcom vrecku. Tým je zaistené zvýšenie spotreby maziva vo vrstve. Vzhľadom na to, že podobne ako v prípade zužujúceho sa klinu je hrúbka tesniacich štrbín na výstupe z vreciek menšia ako na vstupe, zvýšené náklady na mazanie pri rovnakej hrúbke vrstvy vytvárajú v nej zvýšené tlaky a pri rovnakom zaťažení na ložisku zväčšite hrúbku vrstvy. Preto, ak sú všetky ostatné veci rovnaké, v mazacej vrstve ložiska podľa vynálezu bude priemerná rýchlosť mazania, jej spotreba a minimálna hrúbka mazacej vrstvy (alebo tlak) väčšia ako v Reynolds-Mitchellovej vrstve a v prototypovej vrstve. Pretože veľkosť kapsy po dĺžke vrstvy nie je zvolená väčšia, ako je potrebná na obnovenie časti rýchlosti prúdenia v kapse, ktorá sa stratila na prekonanie odporu na ceste medzi kapsami v tesniacej medzere, počet vreciek pozdĺž dĺžka vrstvy bude optimálne veľká, poskytujúca viacnásobné (viacstupňové) využitie zotrvačných síl na zvýšenie rýchlosti mazania vo vrstve. V oblasti vrstvy, kde sa tlak nezvyšuje (dosiahol maximum alebo klesá), v dôsledku absencie vreciek tam pevná plocha spomalí tok maziva čo najviac, ako je to potrebné na zníženie poklesu tlaku . Okrem toho umiestnenie vreciek mimo zóny maximálneho opotrebenia vyskytujúceho sa v mieste minimálnej hrúbky vrstvy výrazne znižuje opotrebenie tenkých vrchov prepážok medzi vreckami. Úseky pracovnej plochy medzi vreckami a na okrajoch vrstvy v oblasti vreciek slúžia hlavne ako tesnenia, ktoré znižujú bočné presakovanie a vytváranie tlaku vo vrstve je zabezpečené, keď tok maziva prechádza cez tesniace štrbiny. z jedného vrecka do druhého. Preto prehĺbenie tesniacich hrán vzhľadom na úroveň pracovnej plochy umožňuje vytvárať rôzne hrúbky vrstiev v tesniacich štrbinách a na pracovných plochách a vytvárať ich optimálne hodnoty tak pre zníženie bočných netesností, ako aj pre zvýšenie spotreby maziva. . Okrem toho poskytnutie zväčšenia šírky pracovnej plochy na okrajoch vrstvy, keď sa tlak zvyšuje pozdĺž jej dĺžky, znižuje bočný únik. V dôsledku všeobecného vplyvu týchto konštrukčných faktorov sa minimálna hrúbka mazacej vrstvy zvyšuje viac ako 2-krát. V dôsledku toho sa emisie tepla (spotreba energie) znížia o rovnakú hodnotu a únosnosť ložiska sa zvýši viac ako 4-krát a zníži sa aj jeho opotrebovanie. Na obr. 1 je izometrický pohľad na puzdro podporného ložiska s klznými plochami v intervaloch oddeľujúcich vrecká pozdĺž šírky vrstvy. Na obr. 2 priečny rez puzdrom znázorneným na obr. 1 a prierez hriadeľa. Na obr. 3 znázorňuje rez pozdĺž dĺžky Reynolds-Mitchelovej mazacej vrstvy a distribúciu rýchlostí mazania cez hrúbku vrstvy. Na obr. 4 znázorňuje rez pozdĺž dĺžky mazacej vrstvy ložiska podľa vynálezu a rozloženie rýchlostí v nej po hrúbke vrstvy. Na obr. 5 pôdorys podložia axiálneho ložiska s premenlivou šírkou pracovnej plochy na okrajoch vrstvy v oblasti vreciek. Na obr. 6 rez pozdĺž A-A vankúša z obr. 5. Na obr. 7 rez pozdĺž B-B vankúša z obr. 5. Na obr. 8 rez pozdĺž A-A objímky z obr. 2. Na obr. 1 a 2 znázornené oporné ložisko objímky 1: vrecká 2, pracovná plocha 3 objímky, umiestnené v oblasti, kde nie sú žiadne vrecká "prepážky 4 medzi vreckami a časťami pracovnej plochy 5 a 6, umiestnené pozdĺž okrajov" rukávu a medzi vreckami pozdĺž šírky rukáva, tesniace okraje 7, vytvorené na špičatých vrchoch prepážok 4 a majúce tupú alebo zaoblenú veľkosť 8. Veľkosť vreciek pozdĺž šírky vrstvy je väčšia ako pozdĺž 2, dodatočne znázornené: hriadeľ 9 rotujúci obvodovou rýchlosťou 10 s pracovným povrchom 11, tvoriacim s vnútorným povrchov objímky 1 časti mazacej vrstvy 12, resp. , uhol 16 - stredový uhol medzi umiestnením maximálneho tlaku v mazacia vrstva a prepážka na zásobovacej kapse a uhol 17 - stredový uhol, v ktorom sú kapsy umiestnené. Na obr. 3 znázorňuje rez pozdĺž dĺžky Reynolds-Mitchelovej mazacej vrstvy vytvorenej medzi pevným pracovným povrchom 18 oporného taniera a pracovným povrchom 11 axiálneho ložiska pohybujúcim sa rýchlosťou 10. Vo vrstve sa vytvorí tlak, v ktorom je distribučný diagram 19 podobný diagramu v nosnej nosnej vrstve bez vreciek. Až do bodu 20 diagramu 19 sa tlak zvyšuje a potom klesá. Pred vrstvou v priestore 22 medzi opornými podložkami (alebo v zásobovacej kapse nosného ložiska), odkiaľ je mazivo privádzané do vrstvy, pozdĺž hrúbky prúdenia rovnajúcej sa maximálnej hrúbke 23 mazacej vrstvy, diagram 24 rozloženia rýchlosti má obdĺžnikový alebo jemu blízky tvar. Vo vrstve, ktorá prešla jej vstupnou sekciou 25, prúdenie nadobudne pomerne stabilné (pomaly sa meniace pozdĺž dĺžky vrstvy) distribúciu rýchlosti po hrúbke vrstvy, ako je znázornené na diagrame 26. Takáto zmena tvaru diagramu v vstupná sekcia (z 24 na 26) nastáva v dôsledku spomalenia prietoku pevnej pracovnej plochy 18, ktorá zmení diagram na trojuholníkový tvar 27, a v dôsledku brzdenia tlakom vytvoreným vo vrstve, ktorý dodatočne zmení diagram na tvar konkávny trojuholník 26. Ako je zrejmé z porovnania diagramov 24 a 26, plocha diagramu 24, a teda spotreba maziva pred vstupom do vrstvy, je viac ako 2-krát väčšia ako plocha diagramu 26 a spotreba maziva v vrstva. V dôsledku toho prúd maziva s hrúbkou 23 nevstúpi úplne do vrstvy a väčšina jeho prietoku, zodpovedajúceho rozdielu v oblastiach rýchlostných diagramov 23 a 26, zostáva v zásobnej kapse a je odvádzaná preč. cirkuluje tam vír 21. Ďalej, keď sa prúdenie pohybuje vo vrstve, tvar jeho rýchlostného diagramu, pomaly sa meniaci, nadobúda trojuholníkový tvar 28 v mieste, kde tlak dosiahne maximum, a potom v oblasti poklesu tlaku vo vrstve - tvar konvexného trojuholníka 29, kvôli tomu, že tam tlak zrýchľuje prúdenie. Ak neberieme do úvahy prúdenie vo vrstve pozdĺž jej šírky (bočný únik), potom sú všetky oblasti diagramov 26, 28, 29 a zodpovedajúce náklady na mazivo rovnaké. V mazacej vrstve prototypu (v ložisku s kapsami), keď prúd vstupuje do vrstvy z každej kapsy, prebieha proces podobný tomu, ktorý je diskutovaný vyššie pri vstupe do mazacej vrstvy zo zásobnej kapsy. Tam, pred vstupom do mazacej vrstvy, je rozloženie rýchlosti rovnaké ako v zásobnej kapse zodpovedajúcej grafu 24 a vo vrstve medzi kapsami, keďže dĺžka tejto vrstvy je väčšia ako dĺžka vstupnej časti, rýchlosť rozdelenie je nastavené zodpovedajúce grafu 26. Teda v prototype v roku Vo všetkých kapsách väčšina maziva toku susediaceho s hrebeňom s hrúbkou rovnajúcou sa hrúbke vrstvy do neho tiež nevstupuje, ale víri a zostáva v vrecká. Nevýhodou ložísk pracujúcich na princípe Reynolds-Mitchell vrátane prototypových ložísk je, že trecie sily pôsobiace zo strany pevnej pracovnej plochy v oblasti vrstvy, kde sa zvyšuje tlak po jej dĺžke, plynule spomaľujú mazivo, keď sa pohybuje vo vrstve. Tým sa zabráni vniknutiu maziva do vrstvy, t.j. znižuje rýchlosť a spotrebu maziva vo vrstve, čo následne znižuje minimálnu hrúbku mazacej vrstvy, zvyšuje jej teplotu a znižuje únosnosť ložiska. Nie je možné zväčšiť uhol klinu (hodnotu olejovej medzery), aby sa znížilo špecifikované brzdenie, pretože akékoľvek jeho zvýšenie vedie k zvýšeniu bočného úniku maziva z vrstvy a zvýšeniu nad určitú veľkosť - dokonca k výskytu spätného pohybu maziva v stacionárnej pracovnej ploche smerom k zásobnej kapse. Pokiaľ ide o oblasť vrstvy, kde sa tlak nezvyšuje (dosiahol maximum alebo klesá), tam je brzdenie zo strany stacionárnej pracovnej plochy užitočné, pretože. znižuje nielen bočné, ale aj koncové úniky, zabraňuje odnášaniu maziva z vrstvy pracovnou plochou. Na obr. 4 v rozšírenom reze mazacou vrstvou oporného ložiska podľa vynálezu znázorneného na obr.l a obr. 2 (platí aj pre axiálne ložisko), ukazuje: puzdro 1 axiálneho ložiska, nekomunikujúce vrecká 2, ktoré sa nachádzajú len v časti 12 oblasti vrstvy, kde sa tlak zvyšuje po dĺžke vrstvy. . Okrem toho tieto kapsy, počnúc od zásobnej kapsy 14, z ktorej sa mazivo privádza do vrstvy, nie sú po dĺžke vrstvy oddelené časťami pracovnej plochy, ktoré brzdia mazivo, ale iba prepážkami 4 so špičatými vrcholmi. , končiace tesniacimi okrajmi 7, zarovnané s pracovnou plochou 5 alebo zapustené vzhľadom na túto úroveň o hodnotu 30 tak, aby na vstupe maziva do kapsy bola hrúbka medzery medzi tesniacou hranou 7 a druhou pracovnou plochou 11 bola väčšia ako táto hrúbka na výstupe z kapsy. Veľkosť olejových vreciek 31 a 32 pozdĺž dĺžky vrstvy nesmie byť menšia ako hodnota, pri ktorej nadobudne tok, ktorý vstúpil do vrecka z medzery medzi tesniacou hranou a druhým pracovným povrchom 11, po prechode cez vrecko. , priemerná rýchlosť je väčšia ako 2/3 rýchlosti pohybujúceho sa pracovného povrchu. To zodpovedá diagramu 34. Tesniace hrany majú tupé alebo zaoblené hrany veľkosti 8, ktoré poskytujú minimálne spomalenie prúdenia v dôsledku skutočnosti, že táto veľkosť je minimálna, nie väčšia ako 2 mm a menšia ako hodnota, pri ktorej je priemerná rýchlosť prúdenia v štrbina klesá na výstupe z nej na hodnotu nie menšiu ako 1/2 rýchlosti pohybujúceho sa pracovného povrchu. To zodpovedá diagramu 33. Veľkosť vreciek po dĺžke vrstvy (vzdialenosť medzi tesniacimi prepážkami) sa zvyšuje z hodnoty 31 na hodnotu 32 v zásobnej kapse. Hĺbka tesniacej hrany sa zväčšuje, čím viac je táto kapsa bližšie k podávaču. Znázorňuje tiež: pracovnú plochu 3 objímky, umiestnenú v oblasti 13 vrstvy, kde nie sú žiadne vrecká; rovinu 6 spájajúcu tesniace chlopne a znázorňujúcu obrys hlavného laminárneho prúdenia; pracovné povrchy 5, umiestnené pozdĺž okrajov objímky a medzi vreckami pozdĺž šírky objímky, sa môžu zhodovať s rovinou 5, ako je znázornené na obr. 1 a obr. 2; hriadeľ 9, ktorý sa otáča obvodovou rýchlosťou 10 a má pracovný povrch 11, tvoriaci s vnútornými povrchmi objímky 1 časť mazacej vrstvy 12 a 13. Tiež je znázornený diagram 15 rozloženia tlakov v mazacej vrstve po jej dĺžke, kde maximálny tlak je umiestnený v bode danom uhlom 16. Mazacia vrstva axiálneho ložiska podľa vynálezu by mala podobný vzhľad. Ak sú kapsy s takýmito prepážkami umiestnené aj v oblasti 13, kde tlak klesá, potom to tiež zníži spomalenie prietoku, ale prispeje k odstráneniu maziva z vrstvy, čo nie je vhodné. Preto by mali byť vrecká umiestnené iba v oblasti vrstvy, kde sa zvyšuje tlak pozdĺž jej dĺžky. Zariadenie podľa vynálezu funguje nasledovne. Mazivo v zásobnej kapse, ako vo vrstve Reynolds-Mitchel diskutovanej vyššie, je zrýchlené pohybujúcim sa pracovným povrchom 11 a susedný tok s hrúbkou 23 rovnajúcou sa maximálnej hrúbke vrstvy maziva získava ďalšie rýchlosti, ako je znázornené na obr. diagram 24. V tomto prípade proces prenosu kinetickej energie mazania z hrebeňa prebieha s maximálnou účinnosťou, pretože vrstva po celej svojej hrúbke 23 nadobúda maximálnu možnú rýchlosť (rýchlosť pohybujúceho sa povrchu). Ďalej tento prúd vstupuje do oblasti 12 (kde sa nachádzajú vrecká) mazacej vrstvy, ktorá je podľa vynálezu klinovou medzerou medzi povrchom 11 a povrchom 5, ako aj rovinou 6. Potom sa mazivo vstupuje do vreciek 2 a ďalej do vrstvy oblasti 13, kde vrecká chýbajú. V oblasti 12 prúdenie najskôr vstupuje do medzery medzi tesniacim okrajom 7 prvej priehradky a pracovným povrchom 11 (medzera vrecka). Vplyvom tejto hrany, napriek jej malej trecej ploche (malá hodnota 8 jej otupenia alebo zaoblenia) a tiež v dôsledku poklesu tlaku medzi prvou kapsou 2 a zásobnou kapsou 4, sa prietoky menia tak, že diagram 24 týchto rýchlostí pred tesniacou hranou sa prevedie na diagram 33 za tesniacou hranou. Ako je zrejmé z porovnania týchto diagramov, v zariadení podľa vynálezu vykazuje pevná časť ložiska (objímka alebo prítlačná podložka) tiež určitý odpor proti prietoku, ale tento odpor, ako je zrejmé z porovnania diagram 33 na obr. 4 a grafy 26 na obr. 3 je výrazne menší odpor voči toku pevnej časti vo vrstve Reynolds-Mitchel a v prototypovej vrstve, pretože plocha prvého diagramu pri rovnakej rýchlosti 10 pohyblivého pracovného povrchu 11 je výrazne väčšia ako oblasť druhého diagramu. Spotreba maziva privádzaného zo zásobnej kapsy 4 do ložiskovej vrstvy podľa vynálezu je teda výrazne (viac ako dvojnásobná) väčšia ako v prípade ložiska Reynolds-Mitchell a prototypu. Aj keď nie celý tok maziva s hrúbkou 23 vstupuje zo zásobnej kapsy do vrstvy a jeho časť, zodpovedajúca rozdielu plôch rýchlostných diagramov 24 a 33, zostáva v zásobnej kapse ako súčasť vír 21. Ďalej v prvej kapse sa prúdenie, podobne ako v zásobnej kapse, zrýchľuje a pozdĺž hrúbky prúdenia (hrúbka medzi rovinou 6 a povrchom 11) nadobúda rýchlostný diagram tvar 34 pred Druhá prepážka. Tento tvar nie je úplným obdĺžnikom, ako je tvar z diagramu 24, vzhľadom na menšiu dĺžku a hĺbku vreciek 2 ako je zásobná kapsa.Tieto rozmery vrecka a najmä jeho dĺžka musia byť optimálne. že počet vreciek nie je veľmi malý, ale tiež preto, aby diagram rýchlosti prúdenia 34 nadobudol dostatočnú úplnosť vo vrecku, aby akumuloval kinetickú energiu na to, aby prekonal odpor ďalšej medzery medzi vreckami bez veľkej straty prúdenia. Táto strata stále prebieha a zodpovedá rozdielu v plochách rýchlostných diagramov na oboch stranách tesniacej medzery. Mazivo, ktoré nevstúpilo do tesniacej štrbiny, zostáva v kapse a cirkuluje tam ako súčasť víru, podobne ako vír 21 v zásobnej kapse. K zvýšeniu tlaku vo vreckách 2 dochádza preto, že medzera medzi tesniacou hranou 7 a pracovným povrchom (hrúbka tesniacej medzery) na výstupe z vreciek je menšia ako na vstupe. K zvýšeniu spotreby maziva zavedeného pohyblivým povrchom a následne k zvýšeniu tlaku vo vrstve podľa vynálezu v porovnaní s vrstvami Reynolds-Mitchell a prototypom dochádza najmä z dvoch dôvodov: po prvé, veľkosť 7 otupenia alebo zaoblenia tesniacej hrany je podstatne menšia ako dĺžka vstupného úseku, takže hydraulický odpor tesniacej medzery medzi kapsami bude natoľko menší, že diagram rýchlosti prúdenia ešte nenadobudne ustálený tvar, podobne až 26 na obr. 3 a zotrvačné sily pomáhajú prekonať odpor tejto tesniacej medzery; po druhé, rozmery vreciek po dĺžke vrstvy 31 a 32 sú také, že tok, keď sa pohybuje v každej kapse, má čas nadobudnúť zvýšenú rýchlosť v celej hrúbke špecifikovanej štrbiny, aby prekonal svoj odpor s maximálnou spotreba maziva, ale tieto rozmery by mali byť tiež čo najmenšie, aby sa zvýšil počet vreciek, aby proces zrýchľovania prúdenia v kapsách bol viacnásobný v celej vrstve, kde stúpa tlak. Uvažovaný princíp vytvárania tlaku v mazacej vrstve podľa vynálezu je podobný princípu vytvárania tlaku v rotačnom lopatkovom stroji: tam pohybujúci sa rotor v každom stupni prenáša kinetickú energiu na pracovnú kvapalinu a potom v stacionárnom vodiacej lopatky sa táto energia premieňa na tlakovú energiu. Podobne ako v tomto procese sa v mazacej vrstve podľa vynálezu v každej kapse pozdĺž jej dĺžky prenáša pohybujúca sa pracovná plocha do prúdu maziva kinetická energia a ďalej v tesniacich medzerách medzi kapsami sa táto kinetická energia prenáša na tok maziva. sa v ďalšej kapse premení na tlakovú energiu, pretože v tejto medzere pôsobí prúdenie zotrvačných síl a hydrodynamické trecie sily z pohyblivej plochy proti tlakovým silám zodpovedajúcim tlakovému rozdielu medzi kapsami. Úseky 5 pracovnej plochy medzi kapsami a na okrajoch vrstvy slúžia hlavne ako tesnenia, ktoré znižujú bočné presakovanie, vytváranie tlaku vo vrstve je zabezpečené rozdielom v hrúbke tesniacich štrbín na vstupe a výstupe vrecká. Preto prehĺbenie tesniacich hrán vzhľadom na úroveň pracovnej plochy umožňuje vytvárať rôzne hrúbky vrstiev v tesniacich štrbinách a na pracovných plochách a vytvárať ich optimálne hodnoty tak pre zníženie bočných netesností, ako aj pre zvýšenie spotreby maziva. . Na tento účel sa predpokladá, že hrúbka mazacej vrstvy medzi povrchmi 5 a 11 je minimálna, menej o 30, než je hrúbka tesniacich štrbín. Toto konštrukčné opatrenie znižuje bočný únik a zároveň zvyšuje množstvo maziva prenášaného pohyblivým pracovným povrchom. V oblasti vrstvy, kde sa tlak nezvyšuje (dosiahol maximum alebo klesá), v dôsledku absencie vreciek tam pevná plocha spomalí tok maziva čo najviac, ako je to potrebné na zníženie poklesu tlaku . Okrem toho umiestnenie vreciek mimo zóny maximálneho opotrebenia, vyskytujúce sa v mieste minimálnej hrúbky vrstvy, výrazne znižuje opotrebenie tenkých tesniacich priečok medzi nimi. V oblasti vrecka sa šírka pracovnej plochy na okrajoch vrstvy môže zväčšovať po dĺžke vrstvy, keď sa tlak vo vrstve zvyšuje, čo ďalej znižuje bočné presakovanie. Na obr. 5 znázorňuje pôdorysný pohľad na podložku axiálneho ložiska, v ktorej sa v oblasti, kde sa nachádzajú vrecká, zväčšuje šírka pracovnej plochy na okrajoch vrstvy po dĺžke vrstvy. Na obr. 6 a obr. 7 znázorňuje prierezy týmto vankúšom pozdĺž AA a pozdĺž BB. Tieto obrázky znázorňujú: oblasť 12, kde sú umiestnené vrecká 2; oblasť 13 na výstupe z vrstvy, kde nie sú žiadne vrecká; diagram 15 rozloženia tlaku po dĺžke vrstvy; najmenší 35 a najväčší 36 rozmer šírky pracovnej plochy na okrajoch vrstvy; najmenšie rozmery vrecka 37 a najväčšie 38 po dĺžke vrstvy (dĺžka vrecka); veľkosť 39 vrecka pozdĺž šírky vrstvy (šírka vrecka), diagram 40 rozloženia tlaku pozdĺž šírky vrstvy. Na obr. 8 je znázornený rez pozdĺž AA (obr. 2) pozdĺž šírky puzdra axiálneho ložiska, v ktorom sú okrem úsekov pracovnej plochy na okrajoch vrstvy s veľkosťou 41 oddelené od každého vrecka 2. ďalšie pozdĺž šírky vrstvy úsekmi pracovnej plochy, ktoré majú veľkosť 42. Diagram je tam tiež znázornený 43 rozloženie tlaku po šírke vrstvy. Zariadenie podľa vynálezu znázornené na obr. 5-8 funguje ako na obr. 4. Okrem vyššie uvedeného je potrebné poznamenať, že zväčšenie šírky pracovnej plochy po dĺžke vrstvy na jej okrajoch z veľkosti 35 na veľkosť 36 (obr. 5) znižuje množstvo úniku z vrstvy. , keďže v mieste väčšieho tlaku vzniká väčšia šírka (pozri diagram).15 na obr.6). Okrem toho zväčšenie veľkosti vreciek po dĺžke vrstvy z hodnoty 37 na hodnotu 38 (obr. 6) v zásobnej kapse poskytuje optimálne podmienky pre obnovenie prietokov vo vreckách, ktoré sú zmenšené v tesniacich štrbinách na vstupe do vreciek, pretože čím väčšia je hrúbka štrbiny (čím hrubší je prúd zavádzaný do vrecúška), tým väčšia je vzdialenosť medzi tesniacimi štrbinami na obnovenie prietokov. Z tohto stavu a tiež s prihliadnutím na skutočné rozmery hrúbok tesniacich štrbín a možnosť vytvorenia väčšieho počtu vreciek by mali byť rozmery vreciek 39 (obr. 7 a obr. 8) väčšie v šírka vrstvy ako v dĺžke. Pokiaľ ide o pomer medzi rozmermi 39 (obr. 8) vreciek a rozmermi 42 sekcií pracovnej plochy v intervaloch medzi vreckami, potom vzhľadom na to, že tieto sekcie sú určené len na zníženie prietoku maziva cez šírka vrstvy od vrecka po vrecko, rozmery by mali byť 32 menšie veľkosti 39. V dôsledku všeobecného vplyvu týchto konštrukčných faktorov sa minimálna hrúbka mazacej vrstvy zvyšuje viac ako 2-krát. V dôsledku toho sa emisie tepla (spotreba energie) znížia o rovnakú hodnotu a únosnosť ložiska sa zvýši viac ako 4-krát a zníži sa aj jeho opotrebovanie.

NÁROK

1. Hydrodynamické ložisko, v ktorom sú na jednej z pracovných plôch vytvorené olejové kapsy tvoriace hydrodynamickú mazaciu vrstvu, vyznačujúce sa tým, že všetky kapsy sú umiestnené len čiastočne alebo po celej ploche vrstvy, kde sa zvyšuje tlak po dĺžke vrstvy, do vreciek, počínajúc od podávača, z ktorého mazivo vstupuje do vrstvy, sú od seba oddelené pozdĺž dĺžky vrstvy prepážkami so špičatými vrcholmi zakončenými tesniacimi okrajmi. 2. Ložisko podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že veľkosť vreciek v šírke vrstvy je väčšia ako v dĺžke. 3. Ložisko podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že po šírke vrstvy medzi kapsami sú úseky pracovnej plochy. 4. Ložisko podľa niektorého z nárokov 1 až 3, vyznačujúce sa tým, že vzdialenosť cez šírku vrstvy od okraja pracovnej plochy k vreckám sa po dĺžke vrstvy zväčšuje. 5. Ložisko podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že rozmery vreciek pozdĺž dĺžky vrstvy sa zväčšujú tým viac, čím je toto vrecko bližšie k podávaču.

V hydrodynamickom ložisku nedochádza k priamemu kontaktu medzi trecími plochami, pretože medzera medzi nimi je vyplnená mazacou kvapalinou pôsobením hydrodynamických síl.

Použitie hydrodynamického ložiska umožňuje nahradiť klzné trenie kvapalinové trenie a znížiť energetické straty.

V hydrodynamickom ložisku tenká vrstva tekutiny preberá zaťaženie a prenáša ho na podperu.

Podmienky pre vznik kvapalinového trenia

Pre prevádzku hydrodynamického ložiska je potrebné vytvoriť hydrodynamickú mazaciu vrstvu, na to je potrebné zabezpečiť nasledujúce podmienky:

  • mazacia kvapalina musí byť umiestnená v medzere (napríklad medzi hriadeľom a ložiskovým puzdrom)
  • V mazacej kvapaline musí byť udržiavaný dostatočný tlak na vyrovnanie zaťaženia
  • kvapalina musí úplne oddeliť klzné plochy, čo znamená, že jej vrstva musí byť vyššia ako súčet drsnosti povrchu
  • hrúbka vrstvy kvapaliny musí byť väčšia ako minimálna hodnota

Princíp činnosti hydrodynamického ložiska

Zvážte schému fungovania hydrodynamického ložiska.

Hriadeľ je inštalovaný v kryte naplnenom olejom s medzerou, pod pôsobením zaťaženia je pritlačený k spodnej ploche krytu. Ukazuje sa, že v počiatočnej polohe je hriadeľ umiestnený v kryte s excentricitou.

Keď sa hriadeľ otáča, malá vrstva kvapaliny sa začne pohybovať v dôsledku adsorpcie a je odvádzaná po povrchu hriadeľa. Nasledujúce vrstvy môžu byť tiež unášané rotačným pohybom v dôsledku viskozity pracovného oleja. Ukazuje sa, že hriadeľ funguje ako čerpadlo, vytvára tok pracovnej tekutiny a tlačí ju do klinovej medzery medzi puzdrom a hriadeľom. V dôsledku nárazu rotujúceho hriadeľa má olej tendenciu vyplniť klinovitú medzeru a zdvihnúť hriadeľ, na druhej strane tomu bráni zaťaženie pôsobiace na hriadeľ.

Keď sa vytvorí dostatok na zdvihnutie hriadeľa a zabezpečenie prietoku oleja po celom obvode, nastáva rovnovážny stav.

Hydrodynamické ložisko s klinovými otvormi


Na zabezpečenie vysokých antivibračných vlastností je použité hydrodynamické ložisko s klinovými otvormi, v ktorom je čap hriadeľa uložený na niekoľkých olejových klinoch. Tým sa znižuje možnosť vibrácií.

Výpočet hydrodynamického ložiska

Podmienka na zabezpečenie tekutého trenia:

H≥1,1(Rz1 +Rz2 +y)

  • kde h je hrúbka vrstvy maziva
  • R z1 drsnosť obrobku 1
  • R z2 drsnosť obrobku 2
  • y - vychyľovacia šípka hrotu (hriadeľa)

Najmenší pomer relatívnej excentricity možno vypočítať pomocou vzorca:

X=1-(h/0,5s)

  • kde s je priemerná vzdialenosť
  • x - relatívna excentricita x = e / 0,5 s

Požadovanú viskozitu kvapaliny, pri ktorej bude možné dosiahnuť režim trenia kvapaliny, možno určiť podľa vzorca:

μ=PΨ2/ωldFr

  • l - dĺžka hriadeľa, m
  • d - priemer hriadeľa, m
  • ω - uhlová rýchlosť otáčania hriadeľa
  • P - hodnota zaťaženia
  • Ψ - relatívna vôľa Ψ = s/d
  • Fr - bezrozmerný koeficient únosnosti

Počas prevádzky hydrodynamického klzného ložiska sa olej zahreje, čo znamená, že sa zmení jeho viskozita. Závislosť viskozity na teplote pracovnej tekutiny sa prejavuje v. Ak počiatočná teplota oleja nie je známa, výpočet sa vykoná metódou postupných aproximácií s nastavením počiatočnej hodnoty na -50 °C.

Výhody hydrodynamických ložísk

  • vysoký zdroj
  • slabý hluk
  • malé vibrácie počas prevádzky
  • tlmenie nárazov

Nevýhody hydrodynamických ložísk

  • Schopnosť pracovať iba pri vysokých rýchlostiach
  • vplyv teploty na spôsob prevádzky, charakteristiky