Mi az a hidrodinamikus csapágy. Hidrodinamikus csapágy: alkalmazási jellemzők és működési elv

A cikk tartalma

CSAPÁGY, gépek és mechanizmusok szerkezeti egysége, amely egy forgó tengelyt vagy tengelyt támaszt vagy vezet. Ha a tengely csapágycsapja közvetlenül a tartófelületen csúszik, akkor azt siklócsapágynak nevezzük. Ha golyók vagy görgők vannak a tengelycsap és a tartófelület között, akkor az ilyen csapágyat gördülőcsapágynak nevezzük. A csapágy célja a súrlódás csökkentése a gép mozgó és álló részei között, mivel a súrlódás energiaveszteséggel, hővel és kopással jár.

Csúszó csapágyak.

A csúszócsapágy egy masszív fém tartó hengeres furattal, amelybe egy súrlódásgátló anyagból készült persely vagy bélés van behelyezve. A tengely nyaka vagy csapja kis hézaggal illeszkedik a csapágypersely furatába. A súrlódás és a kopás csökkentése érdekében a csapágyat általában kenik úgy, hogy a tengelyt viszkózus olajos folyadékfilm választja el a perselytől. A siklócsapágy működési jellemzőit a méretei (hosszúsága és átmérője), valamint a kenőanyag viszkozitása és a tengely forgási sebessége határozzák meg.

Kenés.

A csúszócsapágyak kenéséhez bármilyen kellően viszkózus folyadékot - olajat, vizet, benzint és kerozint, víz- és olajemulziókat, valamint egyes esetekben még gázokat (például sugárhajtóművekben felmelegített levegőt és égéstermékeket) és folyékony fémeket is használhat. Műanyag és szilárd („zsír”) kenőanyagokat is használnak, de ezek kenési tulajdonságai eltérnek a folyadékokétól és gázokétól. Azokban az esetekben, amikor a kenőanyag természetes keringése a csapágyban nem elegendő a hűtéshez, hőkibocsátó radiátorokkal és hűtőbordákkal ellátott kényszerkeringető rendszer biztosított.

Hidrosztatikus csapágyak.

Hidrosztatikus csapágynak nevezzük azt a siklócsapágyat, amelybe nyomás alatt (általában olajszivattyúval) juttatják a kenőanyagot külső forrásból. Egy ilyen csapágy teherbírását főként a szállított kenőanyag nyomása határozza meg, és nem függ a tengely kerületi sebességétől.

Hidrodinamikus csapágyak.

A kenőanyaggal működő siklócsapágy felfogható szivattyúnak. A viszkózus közeg alacsony nyomású területről nagy nyomású területre történő mozgatásához külső forrásból származó energiát kell elkölteni. Az érintkezési felületekhez tapadt kenőanyag, amikor a tengely forog, ellenáll a teljes kopásnak, és benyomódik abba a területbe, ahol a nyomás megnövekszik, így rés marad a felületek között. Hidrodinamikusnak nevezzük azt a csúszócsapágyat, amelyben a leírt módon megnövekedett nyomású terület jön létre a terhelés megtartására.

Gördülőcsapágyak.

A gördülőcsapágyban a csúszósúrlódást gördülési súrlódás váltja fel, ami csökkenti a súrlódásból eredő energiaveszteségeket és csökkenti a kopást.

Golyóscsapágy.

A legelterjedtebb gördülőcsapágy a golyóscsapágy. A gördülőcsapágy belső és külső gyűrűinek hornyainak (futópályáinak) alakját a gyártás során nagyon pontosan kell szabályozni, hogy egyrészt a golyók ne csússzanak el a gyűrűhöz képest, másrészt kézzel kellően nagy támasztékkal rendelkeznek. Az elválasztó pontosan beállítja a golyók helyzetét, és megakadályozza azok kölcsönös súrlódását. Az egysoros golyóscsapágyak mellett két- és többsoros golyóscsapágyakat (kétsoros, többsoros), valamint más kivitelű csapágyakat is gyártanak.

Gördülőcsapágyak.

A gördülőcsapágyakban a gördülőelemek görgők - hengeres, hordó alakú, kúpos, tűs vagy csavart. A gördülőcsapágyak kialakítása is változatos.

Kenés.

A gördülőcsapágy élettartamát a gyűrűkben lévő golyók (görgők) és futópályák fáradási kopása határozza meg.Az ilyen csapágyak kenést is igényelnek a súrlódás és kopás csökkentése érdekében. Az üzemi hőmérséklet fontos, hiszen magasabb hőmérsékleten nem csak a csapágyelemek egyenlőtlen hőtágulása van hatással, ami fokozott csúszáshoz és ennek következtében kopáshoz vezet, hanem a csapágyanyagok keménysége is csökken.

Csapágy anyagok.

A csúszócsapágyak különféle fémekből, ötvözetekből, műanyagokból, kompozitokból és egyéb anyagokból készülnek. Sokáig a fő csapágyanyag a Babbitt volt, amelyet A. Babbitt szabadalmaztatott 1839-ben. Ez az ón- vagy ólomalapú ötvözet kis mennyiségű antimon, réz, nikkel stb. hozzáadásával számos összetételi lehetőséget tesz lehetővé, amelyek eltérőek az összetevők relatív tartalma. A Babbitt ötvözetek mintegy szabványokká váltak más csapágyanyagok értékelésére, beleértve az olyan anyagok kombinációit, amelyek külön-külön is jól beváltak: Babbitt és acél; babbitt, acél és bronz; ólom indiummal; ezüst és acél; grafit és bronz. A csúszócsapágyak műanyagai közül kiemelkedik a nylon és a teflon, amelyek nem igényelnek kenést. Karmantyús csapágyak alapanyagaként szén-grafitot, fémkerámiát és kompozitokat is használnak.

A cikk tartalma

CSAPÁGY, gépek és mechanizmusok szerkezeti egysége, amely egy forgó tengelyt vagy tengelyt támaszt vagy vezet. Ha a tengely csapágycsapja közvetlenül a tartófelületen csúszik, akkor azt siklócsapágynak nevezzük. Ha golyók vagy görgők vannak a tengelycsap és a tartófelület között, akkor az ilyen csapágyat gördülőcsapágynak nevezzük. A csapágy célja a súrlódás csökkentése a gép mozgó és álló részei között, mivel a súrlódás energiaveszteséggel, hővel és kopással jár.

Csúszó csapágyak.

A csúszócsapágy egy masszív fém tartó hengeres furattal, amelybe egy súrlódásgátló anyagból készült persely vagy bélés van behelyezve. A tengely nyaka vagy csapja kis hézaggal illeszkedik a csapágypersely furatába. A súrlódás és a kopás csökkentése érdekében a csapágyat általában kenik úgy, hogy a tengelyt viszkózus olajos folyadékfilm választja el a perselytől. A siklócsapágy működési jellemzőit a méretei (hosszúsága és átmérője), valamint a kenőanyag viszkozitása és a tengely forgási sebessége határozzák meg.

Kenés.

A csúszócsapágyak kenéséhez bármilyen kellően viszkózus folyadékot - olajat, vizet, benzint és kerozint, víz- és olajemulziókat, valamint egyes esetekben még gázokat (például sugárhajtóművekben felmelegített levegőt és égéstermékeket) és folyékony fémeket is használhat. Műanyag és szilárd („zsír”) kenőanyagokat is használnak, de ezek kenési tulajdonságai eltérnek a folyadékokétól és gázokétól. Azokban az esetekben, amikor a kenőanyag természetes keringése a csapágyban nem elegendő a hűtéshez, hőkibocsátó radiátorokkal és hűtőbordákkal ellátott kényszerkeringető rendszer biztosított.

Hidrosztatikus csapágyak.

Hidrosztatikus csapágynak nevezzük azt a siklócsapágyat, amelybe nyomás alatt (általában olajszivattyúval) juttatják a kenőanyagot külső forrásból. Egy ilyen csapágy teherbírását főként a szállított kenőanyag nyomása határozza meg, és nem függ a tengely kerületi sebességétől.

Hidrodinamikus csapágyak.

A kenőanyaggal működő siklócsapágy felfogható szivattyúnak. A viszkózus közeg alacsony nyomású területről nagy nyomású területre történő mozgatásához külső forrásból származó energiát kell elkölteni. Az érintkezési felületekhez tapadt kenőanyag, amikor a tengely forog, ellenáll a teljes kopásnak, és benyomódik abba a területbe, ahol a nyomás megnövekszik, így rés marad a felületek között. Hidrodinamikusnak nevezzük azt a csúszócsapágyat, amelyben a leírt módon megnövekedett nyomású terület jön létre a terhelés megtartására.

Gördülőcsapágyak.

A gördülőcsapágyban a csúszósúrlódást gördülési súrlódás váltja fel, ami csökkenti a súrlódásból eredő energiaveszteségeket és csökkenti a kopást.

Golyóscsapágy.

A legelterjedtebb gördülőcsapágy a golyóscsapágy. A gördülőcsapágy belső és külső gyűrűinek hornyainak (futópályáinak) alakját a gyártás során nagyon pontosan kell szabályozni, hogy egyrészt a golyók ne csússzanak el a gyűrűhöz képest, másrészt kézzel kellően nagy támasztékkal rendelkeznek. Az elválasztó pontosan beállítja a golyók helyzetét, és megakadályozza azok kölcsönös súrlódását. Az egysoros golyóscsapágyak mellett két- és többsoros golyóscsapágyakat (kétsoros, többsoros), valamint más kivitelű csapágyakat is gyártanak.

Gördülőcsapágyak.

A gördülőcsapágyakban a gördülőelemek görgők - hengeres, hordó alakú, kúpos, tűs vagy csavart. A gördülőcsapágyak kialakítása is változatos.

Kenés.

A gördülőcsapágy élettartamát a gyűrűkben lévő golyók (görgők) és futópályák fáradási kopása határozza meg.Az ilyen csapágyak kenést is igényelnek a súrlódás és kopás csökkentése érdekében. Az üzemi hőmérséklet fontos, hiszen magasabb hőmérsékleten nem csak a csapágyelemek egyenlőtlen hőtágulása van hatással, ami fokozott csúszáshoz és ennek következtében kopáshoz vezet, hanem a csapágyanyagok keménysége is csökken.

Csapágy anyagok.

A csúszócsapágyak különféle fémekből, ötvözetekből, műanyagokból, kompozitokból és egyéb anyagokból készülnek. Sokáig a fő csapágyanyag a Babbitt volt, amelyet A. Babbitt szabadalmaztatott 1839-ben. Ez az ón- vagy ólomalapú ötvözet kis mennyiségű antimon, réz, nikkel stb. hozzáadásával számos összetételi lehetőséget tesz lehetővé, amelyek eltérőek az összetevők relatív tartalma. A Babbitt ötvözetek mintegy szabványokká váltak más csapágyanyagok értékelésére, beleértve az olyan anyagok kombinációit, amelyek külön-külön is jól beváltak: Babbitt és acél; babbitt, acél és bronz; ólom indiummal; ezüst és acél; grafit és bronz. A csúszócsapágyak műanyagai közül kiemelkedik a nylon és a teflon, amelyek nem igényelnek kenést. Karmantyús csapágyak alapanyagaként szén-grafitot, fémkerámiát és kompozitokat is használnak.

A találmány a gépészetre vonatkozik, és alkalmazható gépek hidrodinamikus kenőréteggel ellátott nyomó- és támasztócsapágyaiban, és különösen hengerművek csapágyaiban, ahol nagy kerületi sebesség és fajlagos terhelés lép fel. A hidrodinamikus csapágy az egyik munkafelületen kialakított zsebeket tartalmaz, amelyek hidrodinamikus kenőréteget képeznek. Ebben az esetben az összes zseb csak részben vagy a réteg teljes területén helyezkedik el, ahol a nyomás a réteg hossza mentén nő, és a zsebek, kezdve az adagolótól, ahonnan a kenőanyag belép a rétegbe, a réteg hosszában elválasztva egymástól hegyes tetejű válaszfalakkal, amelyek tömítő élekkel végződnek. A műszaki eredmény a kenőanyag réteg minimális vastagságának növekedése, a hőtermelés csökkenése, a teherbírás növekedése, a kopás csökkenése. 4 fizetés f-ly, 8 ill.

A találmány a gépészet területére vonatkozik, és felhasználható hidrodinamikus (folyékony vagy gáz) kenéssel ellátott toló- és tartócsapágyakban különféle gépekhez, különösen hengerművek csapágyaihoz, ahol nagy kerületi sebesség és fajlagos terhelés lép fel. Ismeretesek a Reynolds-Mitchell-elv szerint működő, hidrodinamikus kenéssel és viszkózus kenőréteggel ellátott nyomó- és támasztócsapágyazási eszközök, amelyekben a réteget alkotó mozgó és álló munkafelületeket simává teszik, bizonyos szögben egymásba szerelik, a közöttük lévő folyékony (gáz) kenőrétegben pedig a nyomás úgy jön létre, hogy a mozgó munkafelület által keltett viszkózus erők (folyadék súrlódási erők) hatására a kenőanyagot vékony, elvékonyodó ék alakú rétegbe vonják. Az álló felületről érkező súrlódási erők is hatnak a rétegre, de ezek a réteg mozgására adott reakciók. Ezzel a rétegbeli mozgással a kenőanyag-áramlás tömegének tehetetlenségi erői is fellépnek, amelyeket az áramlás sebességének éles változása (beleértve a réteg keresztmetszetében történő újraelosztását is) okoz, főleg a folyadék súrlódási erőinek hatására. az álló munkafelületről a réteg bemeneti szakaszában, de ezek az erők csak a réteg bejáratánál jelentősek annak hossza mentén (a munkafelület mozgási irányában), legfeljebb 2 mm. A réteg hosszában tovább nem lépnek fel gyors sebességváltozások és nem lépnek fel jelentős tehetetlenségi erők. Ezért a Reynolds-Mitchell-elv szerint működő csapágyakban a tehetetlenségi erőknek gyakorlatilag nincs hatása a kenőanyagrétegben kialakuló nyomásra. Ráadásul a kenőréteg mögött annak együttáramlásában (merülő sugárban) fellépő tehetetlenségi erők nem befolyásolják a rétegből kiáramló folyadék gyorsulása miatt, amelyet egy álló munkafelület lassít le benne. Ebből következően a Reynolds-Mitchell kenőrétegben gyakorlatilag csak viszkózus erők és az általuk okozott hidrodinamikai nyomáserők hatnak. Ez utóbbiak szétnyomják a munkafelületeket, és egy bizonyos vastagságú kenőanyag réteget hoznak létre közöttük. A Reynolds-Mitchell-elv szerint működő csapágyak hátránya, hogy az álló munkafelületről ható súrlódási erők a réteg azon területén, ahol a hossza mentén nő a nyomás, folyamatosan lelassítják a kenőanyagot, ahogy az a rétegben mozog. réteg. Ez megakadályozza, hogy a kenőanyag bekerüljön a rétegbe, és ott ne tudjon tovább mozogni, pl. csökkenti a sebességet és a kenőanyag-fogyasztást, ami viszont csökkenti a kenőanyag réteg minimális vastagságát, növeli a hőmérsékletét és csökkenti a csapágy teherbíró képességét. A jelzett fékezés csökkentése érdekében az ékszöget (olajrés méretét) nem lehet növelni, mert ennek bármilyen növekedése a kenőanyag oldalirányú szivárgásának növekedéséhez vezet a rétegből, és az ékszög növekedése egy bizonyos méret felett még a kenőanyag fordított mozgásához is vezethet az álló munkafelületen a betáplálás irányában. zseb (egy mélyedés az álló munkafelületen, ahonnan a kenőanyag a rétegbe kerül). Ismeretesek a tolóerő (A. Cameron, „Theory of Lubrication in Engineering”, 67. o., Mashgiz, M., 1962) és a csapágycsapágyak, amelyek egyik felületén hornyok formájában olajzsebek vannak kialakítva. a hidrodinamikus kenőréteg kialakítása, például, mint a Szovjetunió N 796508 számú szerzői bizonyítványa szerint prototípusként elfogadott készülékhez, osztály. F 16 C 33/04. Az ilyen eszközökben az olajzsebekben lévő réteg vastagságának növekedése és emiatt az ott álló munkafelületről fellépő súrlódási erők csökkenése miatt a zsebekben az áramlást felgyorsítja (és örvényli) az mozgó felület, amely javítja a kenést az indítási módok során, és alacsony fajlagos terhelés esetén csökkenti a felszabaduló hőt. De ezekben a csapágyszerkezetekben a tehetetlenségi erők sem járulnak hozzá a nyomás növekedéséhez a rétegben, mivel ott a réteg hosszában lévő zsebeket az álló munkafelület részei választják el egymástól, amelyek hossza sokkal nagyobb. nagyobb, mint a bemeneti szakaszok hossza, ahol a tehetetlenségi erők még mindig jelentősek, és nem képesek hozzájárulni a réteg zsebek közötti meghosszabbított szakaszának ellenállásának leküzdéséhez és a kenésfogyasztás növeléséhez. Következésképpen a felület ezen részeiről történő fékezés következtében a tehetetlenségi erők teljesen kialszanak, és a zsebekben felgyorsult kenőanyag áramlás nem tartja meg az előző zsebben elért többletsebességet a következő zsebig. Ezért a munkafelület azon hasznos területét elfoglalva, ahol nyomás keletkezik, az ilyen zsebek nagy fajlagos terhelés mellett csökkentik a nyomás növekedését a rétegben és csökkentik annak minimális vastagságát. A találmány célja a teherbíró képesség növelése, az energiafogyasztás és a csapágyak kopásának csökkentése. Ezt a célt úgy érjük el, hogy a prototípushoz hasonlóan a hidrodinamikus kenőréteget alkotó munkafelületek egyikén egymással nem kommunikáló olajzsebek találhatók. Ezen túlmenően, a találmány szerint az összes zseb a rétegnek csak részben vagy egész területén van elhelyezve, ahol a nyomás a réteg hosszában növekszik, és a zsebek, kezdve az ellátó zsebtől, ahonnan a kenőanyag belép. a réteget a réteg hosszában csak válaszfalak választják el egymástól, hegyes csúcsokkal, amelyek tömítő élekkel végződnek. Ezenkívül a találmány szerint a zsebek mérete nagyobb a réteg szélességében, mint hosszában. Ezenkívül a réteg szélessége mentén rések vannak a zsebek között. A réteg szélessége mentén a munkafelület széle és a zsebek közötti távolság a réteg hossza mentén nő. Minél közelebb van a zseb az adagolóhoz, annál nagyobb a zsebek mérete a réteg hosszában és a tömítőél mélysége. A gerinc melletti zsebekben lévő kenőanyagréteget, az ellátó zsebből kiindulva, anélkül, hogy az álló munkafelületről nagy fékezést tapasztalna, a mozgó munkafelület felgyorsítja, és a teljes vastagságában további sebességet kap. Ezután ez a réteg a zsebek közötti tömítőrésbe esik (a válaszfal tömítőéle és a másik munkafelület közé). Ennek a résnek a rövid hossza miatt a kenőanyagáram a bemeneti szakasz hosszánál rövidebb úton halad át rajta, és a rétegben lévő tehetetlenségi erők pontosan ennek a szakasznak a kezdeti szakaszában a legjelentősebbek, legyőzve a súrlódási erőket A tömítő válaszfal széle és a zsebek közötti nyomásesés ezen a rövid úton jelentősen hozzájárul ahhoz, hogy a következő zsebig megmaradjon az előző zsebben elért többletsebesség értéke a rétegvastagság mentén. Ez biztosítja a kenőanyag-fogyasztás növekedését a rétegben. Tekintettel arra, hogy a kúpos ékhez hasonlóan a tömítő rések vastagsága a zsebek kimeneténél kisebb, mint a bemenetnél, a megnövekedett kenőanyagköltségek azonos rétegvastagságok mellett megnövekedett nyomást hoznak létre benne, azonos terhelés mellett a csapágyon növelik a réteg vastagságát. Következésképpen, ha minden más tényező egyenlő, a találmány szerinti csapágy kenőrétegében az átlagos kenőanyag sebesség, áramlási sebessége és a kenőréteg minimális vastagsága (vagy nyomása) nagyobb lesz, mint a Reynolds-Mitchell rétegben. és a prototípus rétegben. Mivel a zseb méretét a réteg hosszában úgy választjuk meg, hogy az ne legyen nagyobb, mint amennyi ahhoz szükséges, hogy a zsebben az áramlási sebesség azon részét visszaállítsuk, amely elveszett az ellenállás leküzdéséhez a tömítőrésben lévő zsebek közötti úton, a réteg hosszában lévő zsebek optimálisan nagyok lesznek, biztosítva a tehetetlenségi erők ismételt (többfokozatú) alkalmazását a réteg kenési arányának növelésére. A réteg azon területén, ahol a nyomás nem növekszik (a maximumot eléri vagy csökken), a zsebek hiánya miatt az álló felület a lehető legnagyobb mértékben lelassítja a kenőanyag áramlását, a nyomás csökkentésének megfelelően csepp. Ezen túlmenően, ha a zsebeket a maximális kopás zónáján kívül helyezik el, ami a minimális rétegvastagság pontján jelentkezik, jelentősen csökkenti a zsebek közötti válaszfalak vékony felső részének kopását. A zsebek közötti és a réteg szélein lévő munkafelület területei a zsebek helyén elsősorban tömítésként szolgálnak, amely csökkenti az oldalirányú szivárgást, és a nyomás kialakulása a rétegben biztosított, amikor a kenőanyag áramlás áthalad a kenőanyagon. tömítő rések egyik zsebből a másikba. Ezért a tömítőélek munkafelületi szinthez viszonyított mélyítése lehetővé teszi a tömítőrésekben és a munkafelületeken különböző rétegvastagságok kialakítását és azok optimális értékeinek kialakítását mind az oldalirányú szivárgások csökkentése, mind a kenőanyag-felhasználás növelése érdekében. Ezenkívül az oldalirányú szivárgást csökkenti annak biztosítása, hogy a réteg szélein a munkafelület szélessége nő a nyomás növekedésével a réteg hosszában. Ezen tervezési tényezők általános hatásának eredményeként a kenőréteg minimális vastagsága több mint 2-szeresére nő. Ennek következtében a hőtermelés (energiafogyasztás) ugyanennyivel csökken és a csapágy teherbírása több mint 4-szeresére nő, valamint a kopása is csökken. ábrán. Az 1. ábra egy tartócsapágypersely izometrikus nézetét mutatja, munkafelületekkel a réteg szélessége mentén a zsebeket elválasztó terekben. ábrán. A 2. ábra a 2. ábrán látható hüvely keresztmetszete. 1, és a tengelyszakasz. ábrán. A 3. ábra a Reynolds-Mitchell kenőréteg hosszában vett keresztmetszetet és a kenési sebességek eloszlását mutatja a réteg vastagságában. ábrán. A 4. ábra egy találmány szerinti csapágy kenőrétegének hossza mentén vett keresztmetszetét és a benne lévő sebességek eloszlását mutatja a réteg vastagsága mentén. ábrán. Az 5. ábra egy nyomócsapágy-betét felülnézete, amelynek munkafelülete változó szélességű a réteg szélein azon a területen, ahol a zsebek találhatók. ábrán. A 6. ábra a 2. ábrán látható párna A-A irányú metszete. 5. Az 1. A 7. ábra a 2. ábrán látható párna B-B irányú metszete. 5. Az 1. A 8. ábra az 1. ábra szerinti persely A-A irányú metszete. 2. ábrán látható képen. A tartócsapágy 1 perselyének 1. és 2. ábrája a következőket mutatja: 2 zsebek, a persely 3 munkafelülete, azon a területen, ahol nincsenek zsebek, a zsebek közötti 4 válaszfalak és az 5 és 6 munkafelület szakaszai rendre a persely szélei mentén, illetve a zsebek között a persely szélessége mentén, a 4 válaszfalak hegyes tetején kialakított 7 tömítőélek, amelyek tompa vagy lekerekített 8 mérettel rendelkeznek. A zsebek mérete a persely szélessége mentén. réteg nagyobb, mint a hossza, és nagyobb, mint a méret a réteg szélessége mentén a munkafelületi szakaszok a zsebek közötti terekben. ábrán látható keresztmetszetben. A 2. ábrán továbbá látható: egy 9 tengely, amely 10 kerületi sebességgel forog, és 11 munkafelülettel rendelkezik, amely az 1 hüvely belső felületeivel együtt képezi a 12, illetve 13 kenőréteg egy részét a 2 zsebek helyén. A 15. ábra a nyomáseloszlást is mutatja a kenőrétegben annak hossza mentén, a 16 szög a kenőrétegben a maximális nyomás helye és a betáplálási válaszfal közötti középső szög. zseb, és a 17 szög az a központi szög, amelyen belül a zsebek elhelyezkednek. ábrán. A 3. ábra a nyomólap álló 18 munkafelülete és a 10 sebességgel mozgó nyomócsapágy 11 munkafelülete között képződött Reynolds-Mitchell kenőréteg hosszirányú keresztmetszete. A rétegben nyomás keletkezik, amelynek 19. eloszlási diagramja hasonló a zsebek nélküli tartócsapágyréteg diagramjához. A 19. ábra 20. pontjáig a nyomás növekszik, majd csökken. A réteg előtt, a nyomópárnák közötti 22 térben (vagy a tartócsapágy bevezető zsebében), ahonnan a kenőanyag a rétegbe kerül, a kenőanyagréteg maximális 23 vastagságával megegyező áramlási vastagság mentén. A 24 sebességeloszlási diagram téglalap alakú vagy ahhoz közeli alakú. A rétegben, miután áthaladt a 25 bemeneti szakaszán, az áramlás meglehetősen egyenletes (a réteg hossza mentén lassan változó) sebességeloszlást kap a réteg vastagságában, amint azt a 26. ábra mutatja. Ez a változás a diagram alakjában a bemeneti szakaszban (24-től 26-ig) az áramlás lassulása miatt az álló 18 munkafelület, amely a diagramot 27 háromszög alakúra változtatja, valamint a fékezés következtében a rétegben keletkező nyomás, ezenkívül a diagram alakjára változtatva. konkáv háromszög 26. Ahogy a 24. és 26. diagramok összehasonlításából látható, a 24. diagram területe, és ezért a kenőanyag áramlási sebessége a rétegbe való belépés előtt több mint kétszerese a 26. diagram területének és a kenőanyag-fogyasztásnak a réteg. Következésképpen a 23 um vastagságú kenőanyag-áram nem teljes mennyisége jut be a rétegbe, de áramlási sebességének nagy része, amely megfelel a 23. és 26. sebességdiagramok területeinek különbségének, a tápzsebben marad, és az örvény elviszi. Továbbá, amikor az áramlás mozog a rétegben, sebességdiagramja lassan változó alakja háromszög alakot 28 vesz fel azon a helyen, ahol a nyomás eléri a maximumot, majd a nyomásesés tartományában. a réteg - egy domború háromszög alakja 29, annak a ténynek köszönhető, hogy ott a nyomás felgyorsítja az áramlást. Ha nem vesszük figyelembe a rétegben a szélessége mentén bekövetkező áramlást (oldalirányú szivárgások), akkor a 26, 28, 29 diagramok összes területe és a megfelelő kenőanyag költségek egyenlőek. A prototípus kenőrétegében (zsebekkel ellátott csapágyban), amikor az áramlás az egyes zsebekből a rétegbe jut, a betápláló zsebből a kenőrétegbe való belépéskor a fent tárgyalthoz hasonló folyamat megy végbe. Ott a kenőrétegbe való belépés előtt a sebességeloszlás megegyezik a 24. diagramnak megfelelő bevezető zsebben és a zsebek közötti rétegben, mivel ennek a rétegnek a hossza nagyobb, mint a bemeneti szakasz hossza, a A 26. diagramnak megfelelő sebességeloszlás jön létre, így a prototípusban Minden zsebben a gerinc melletti áramlás kenőanyagának nagy része a réteg vastagságával megegyező vastagságban szintén nem jut be, hanem kavargatva marad. a zsebekben. A Reynolds-Mitchell-elv szerint működő csapágyak, köztük a prototípus csapágyak hátránya, hogy az álló munkafelületről ható súrlódási erők a réteg azon területén, ahol a hossza mentén nő a nyomás, folyamatosan lelassítják a csapágyakat. kenőanyag, ahogy mozog a rétegben. Ez megakadályozza, hogy a kenőanyag bejusson a rétegbe, pl. csökkenti a sebességet és a kenőanyag-fogyasztást a rétegben, ami viszont csökkenti a kenőanyag réteg minimális vastagságát, növeli a hőmérsékletét és csökkenti a csapágy teherbíró képességét. A jelzett fékezés csökkentése érdekében az ékszöget (olajrés méretét) nem lehet növelni, mert ennek bármilyen növekedése a kenőanyag oldalirányú szivárgásának növekedéséhez vezet a rétegből, és egy bizonyos méret feletti növekedés akár a kenőanyag fordított mozgásához is vezethet egy álló munkafelületen a betápláló zseb irányába. Ami a réteg azon területét illeti, ahol a nyomás nem növekszik (elérte a maximumot vagy esik), akkor hasznos az álló munkafelület oldaláról történő fékezés, mert nemcsak az oldalsó, hanem a végszivárgást is csökkenti, és megakadályozza, hogy a kenőanyagot a munkafelület elhordja a rétegről. ábrán. A 4. ábra a találmány szerinti tartócsapágy kenőrétegének kiterjesztett metszete, amely az 1. és 1. ábrán látható. A 2. ábra (a nyomócsapágyra is igaz), mutatja: a nyomócsapágy 1 perselyét, egymással nem kommunikáló 2 zsebeket, amelyek csak a rétegterület 12. részében találhatók, ahol a nyomás a réteg hosszában megnő. . Ezen túlmenően ezeket a zsebeket, kezdve a 14 betápláló zsebtől, amelyből a kenőanyag a rétegbe kerül, a réteg hosszában nem a munkafelület olyan szakaszai választják el egymástól, amelyek gátolják a kenőanyagot, hanem csak válaszfalak. A 4. ábrán látható, hegyes tetejű, 7 tömítő élekkel végződő, az 5 munkafelülettel egy síkban lévő, vagy ehhez a szinthez képest 30-kal bemélyedve úgy, hogy a kenőanyag bemeneténél a zsebbe a 7 tömítőél közötti rés vastagsága, ill. a másik 11 munkafelület nagyobb, mint ez a vastagság a zsebből való kilépésnél. A 31 és 32 olajzsebek mérete a réteg hosszában nem lehet kisebb, mint az az érték, amelynél a zsebbe a tömítőél és a másik 11 munkafelület közötti résből belépő áramlás a zseben áthaladva felveszi az értéket. átlagos sebessége nagyobb, mint a mozgó munkafelület sebességének 2/3-a. Ez megfelel a 34. diagramnak. A tömítőélek 8-as méretű tompítással vagy lekerekítéssel rendelkeznek, ami minimális áramláslassulást biztosít, mivel ez a méret minimális, legfeljebb 2 mm, és kisebb, mint az az érték, amelynél az átlagos áramlási sebesség a A rétegvastagság a résben a kilépésnél a mozgó munkafelület sebességének legalább 1/2-ére csökken. Ez megfelel a 33. diagramnak. A zsebek mérete a réteg hosszában (a tömítő válaszfalak közötti távolság) 31-ről 32-re nő a betápláló zsebnél. Minél közelebb van a zseb az adagolóhoz, minél közelebb van a zseb az adagolóhoz, annál nagyobb a tömítőél mélysége. Ezen kívül látható még: a persely munkafelülete 3, amely a 13. réteg területén található, ahol nincsenek zsebek; a tömítőéleket összekötő 6 sík, amely a fő lamináris áramlás kontúrját mutatja; az 5 munkafelületek, amelyek a hüvely szélei mentén és a zsebek között a hüvely szélessége mentén helyezkednek el, egybeeshetnek az 5 síkkal, amint az az 1. ábrán látható. 1. és 1. ábra. 2; 10 kerületi sebességgel forgó 9 tengely, amelynek 11 munkafelülete a 12 és 13 kenőréteg részeit képezi az 1 hüvely belső felületeivel. ábrán is látható, ahol a maximális nyomás a 16 szög által meghatározott ponton helyezkedik el. Hasonló megjelenésű lenne a találmány szerinti nyomócsapágy kenőrétege. Ha ilyen válaszfalakkal ellátott zsebeket helyeznek el a 13-as területen, ahol a nyomás leesik, akkor ez az áramlásgátlást is csökkenti, de hozzájárul a kenőanyag átjutásához a rétegből, és ez nem tanácsos. Ezért a zsebeket csak a réteg azon részén kell elhelyezni, ahol a nyomás a hossza mentén nő. A találmány szerinti berendezés a következőképpen működik. A kenőanyag a betápláló zsebben, mint a fentebb tárgyalt Reynolds-Mitchell rétegben, a mozgó 11 munkafelület hatására felgyorsul, és a szomszédos 23 vastagságú áramlás, amely megegyezik a kenőanyagréteg maximális vastagságával, további sebességeket vesz fel, amint az az ábrán látható. Ebben az esetben a kinetikus kenési energia átvitele a gerincről maximális hatékonysággal megy végbe, mivel a réteg teljes 23 vastagságában eléri a lehető legnagyobb sebességet (a mozgó felület sebességét). Ezután ez az áramlás belép a kenőréteg 12 tartományába (ahol a zsebek vannak), amely a találmány szerint a 11 felület és az 5 felület, valamint a 6 sík közötti ékrés. Ezután a kenőanyag belép a 2 és a 2 zsebekbe. majd a 13. terület rétegébe, ahol hiányoznak a zsebek. A 12 területen az áramlás először az első válaszfal 7 tömítőéle és a 11 munkafelület (a zsebek közötti rés) közötti résbe lép be. Ennek az élnek a hatása miatt, kis súrlódási felülete ellenére (a tompításának vagy lekerekítésének kis értéke 8), valamint a 2 első zseb és a 4 betápláló zseb közötti nyomáskülönbség miatt az áramlási sebességek ilyen úgy, hogy a tömítőél előtti sebességek 24 diagramja a tömítőél mögötti 33 diagrammá alakul át. Amint az ezen diagramok összehasonlításából látható, a találmány szerinti berendezésben a csapágy álló része (persely vagy nyomópárna) is biztosít némi ellenállást az áramlással szemben, de ez az ellenállás, mint az összehasonlításból is látható. ábra 33. diagramja. ábrán a 4. ábrán és a 26. diagramokon. A 3. ábra lényegesen kisebb, mint az az ellenállás, amelyet a Reynolds-Mitchell rétegben és a prototípus rétegben lévő álló rész az áramlással szemben biztosít, mivel az első diagram területe a 11 mozgó munkafelület azonos sebességnél 10 jelentősen nagyobb. nagyobb, mint a második diagram területe. Következésképpen a 4 betápláló zsebből a találmány szerinti csapágy rétegébe bevezetett kenőanyag fogyasztás lényegesen (több mint kétszerese) nagyobb, mint a Reynolds-Mitchell csapágyé és a prototípusé. Bár a kenőanyag nem teljes áramlása, a 23 vastagság, az ellátó zsebből jut be a rétegbe, és ennek egy része, amely megfelel a 24 és 33 sebességdiagramok területének különbségének, a 21 örvény részeként a betápláló zsebben marad. Továbbá az első zsebben az áramlás hasonló az ellátó zsebben lévőhöz, felgyorsul és az áramlás vastagsága mentén (vastagság a 6 sík és a 11 felület között) a második válaszfal előtt 34 alakot vesz fel a sebességdiagram. nem teljes téglalap, mint a 24. ábra alakja, a 2 zsebek rövidebb hossza és mélysége miatt, mint a készlettartó zsebe. Ezeknek a zsebméreteknek és különösen a hosszának optimálisnak kell lennie, hogy a zsebek száma ne legyen túl kicsi, hanem úgy is, hogy a zsebben lévő 34 áramlási sebesség diagram kellően teljes legyen ahhoz, hogy kinetikus energiát halmozzon fel ahhoz, hogy a zsebek közötti következő rés ellenállását nagy áramlási veszteség nélkül leküzdje. Ez a veszteség továbbra is fennáll, és megfelel a sebességdiagramok területeinek különbségének a tömítőrés mindkét oldalán. A kenőanyag, amely nem jut be a tömítőrésbe, a zsebben marad, és ott egy örvény részeként kering, hasonlóan a betápláló zsebben lévő 21-es örvényhez. A nyomásnövekedés a 2 zsebekben azért következik be, mert a 7 tömítőél és a munkafelület közötti rés (a tömítőrés vastagsága) a zsebek kimeneténél kisebb, mint a bemenetnél. Így a mozgó felület által bevezetett kenőanyag-fogyasztás növekedése, és ezáltal a nyomásnövekedés a találmány szerinti rétegben a Reynolds-Mitchell rétegekhez és a prototípushoz képest elsősorban két okból következik be: egyrészt a 7. a tömítőél tompulása vagy lekerekítése lényegesen kisebb, mint a beömlőszakasz hossza, ezért a zsebek közötti tömítőrés hidraulikus ellenállása kisebb lesz, így az áramlási sebesség diagram még nem kap a mintához hasonló állandósult állapotot. 26 az ábrán. 3, és a tehetetlenségi erők segítenek leküzdeni ennek a tömítőrésnek az ellenállását; másodszor, a zsebek méretei a 31 és 32 réteg hossza mentén úgy vannak kialakítva, hogy az áramlásnak, ahogy mozog az egyes zsebekben, legyen ideje megnövekedett sebességet elérni a megadott rés teljes vastagsága mentén, hogy maximálisan leküzdje ellenállását. kenőanyag-fogyasztás, de ezeknek a méreteknek is a lehető legkisebbeknek kell lenniük a zsebek számának növelése érdekében, hogy az áramlás felgyorsítása a zsebekben jobban megismétlődjön az egész rétegben, ahol a nyomás növekszik. A kenőrétegben a találmány szerinti nyomás létrehozásának elve hasonló a forgó turbógépben a nyomás létrehozásának elvéhez: ott minden fokozatban mozgási energiát ad át a munkaközegnek egy mozgó rotor, majd álló vezetőlapát, ez az energia nyomásenergiává alakul. Ehhez az eljáráshoz hasonlóan a találmány szerinti kenőrétegben a hosszában minden zsebben a mozgó munkafelület kinetikus energiát ad át a kenőanyag áramlásnak, majd a zsebek közötti tömítő résekben ezt a mozgási energiát adjuk át. a következő zsebben nyomásenergiává alakul, mivel ebben a résben tehetetlenségi erők áramlanak, és a mozgó felületről érkező hidrodinamikus súrlódási erők hatnak a zsebek közötti nyomáskülönbségnek megfelelő nyomáserőkkel szemben. A munkafelület 5-ös részei a zsebek között és a réteg szélein elsősorban tömítésként szolgálnak, amely csökkenti az oldalirányú szivárgást, a nyomás kialakulását a rétegben a tömítő rések vastagságának különbsége biztosítja a bemeneti és kimeneti nyílásnál. a zsebeket. Ezért a tömítőélek munkafelületi szinthez viszonyított mélyítése lehetővé teszi a tömítőrésekben és a munkafelületeken különböző rétegvastagságok kialakítását és azok optimális értékeinek kialakítását mind az oldalirányú szivárgások csökkentése, mind a kenőanyag-felhasználás növelése érdekében. Emiatt az 5 és 11 felületek közötti kenőréteg vastagságát minimálisnak vesszük, 30-szor kisebbnek, mint a tömítő rések vastagságát. Ez a tervezési intézkedés csökkenti az oldalirányú szivárgást, miközben növeli a mozgó munkafelület által szállított kenőanyag mennyiségét. A réteg azon területén, ahol a nyomás nem növekszik (a maximumot eléri vagy csökken), a zsebek hiánya miatt az álló felület a lehető legnagyobb mértékben lelassítja a kenőanyag áramlását, a nyomás csökkentésének megfelelően csepp. Ezenkívül a zsebek elhelyezése a maximális kopás zónáján kívül, ami a minimális rétegvastagság pontján jelentkezik, jelentősen csökkenti a köztük lévő vékony tömítő válaszfalak kopását. A zsebterületen a réteg szélein a munkafelület szélessége a réteg hossza mentén megnőhet a rétegben lévő nyomás növekedésével, ami tovább csökkenti az oldalirányú szivárgást. ábrán. Az 5. ábra egy nyomócsapágy alátétet ábrázol, amelyben a zsebek elhelyezkedésének területén a réteg szélein a munkafelület szélessége a réteg hossza mentén növekszik. ábrán. 6. és 3. ábra. A 7. ábra ennek a párnának a keresztmetszete AA és BB mentén. Ezek az ábrák a következőket mutatják: a 12 terület, ahol a 2 zsebek találhatók; 13 terület a rétegből való kilépésnél, ahol nincsenek zsebek; a nyomáseloszlás 15. diagramja a réteg hossza mentén; a munkafelület szélességének legkisebb 35 és legnagyobb 36 mérete a réteg szélein; a legkisebb 37 és a legnagyobb 38 zsebméret a réteghossz (zsebhossz) mentén; 39-es zsebméret a réteg szélességében (zsebszélesség), a nyomáseloszlás 40. diagramja a réteg szélességében. ábrán. A 8. ábra az AA (2. ábra) menti metszetet mutatja a tartócsapágypersely szélessége mentén, amelyben a réteg szélein lévő munkafelület 41 méretű szakaszain kívül 2 zsebek vannak elválasztva Egymást a réteg szélessége mentén a munkafelület 42-es méretű szakaszaival hajtjuk végre. Ugyanitt látható a diagram 43 nyomáseloszlást a réteg szélességében. A találmány szerinti berendezés, amely az 1. ábrán látható. Az 5-8. ábrán látható módon működik. 4. A fentieken túlmenően meg kell jegyezni, hogy a munkafelület szélességének növelése a réteg hossza mentén a széleinél 35-ös méretről 36-os méretre (5. ábra) csökkenti a rétegből való szivárgás mértékét, mivel nagyobb szélesség jön létre a nagyobb nyomás fellépésének helyén (lásd a 15. ábrát a 6. ábrán). Ezenkívül a zsebek méretének növelése a réteg hossza mentén 37-ről 38-ra (6. ábra) az ellátó zsebben optimális feltételeket biztosít a zsebekben az áramlási sebességek helyreállításához, csökkentve a tömítőrésekben a tömítőréseknél. belépés a zsebekbe, mivel minél nagyobb a rés vastagsága (vastagabb áramlást vezetünk be a zsebbe), annál nagyobb távolságra van szükség a tömítő rések között az áramlási sebesség helyreállításához. Ebből az állapotból, valamint figyelembe véve a tömítőrések vastagságának tényleges méreteit és a nagyobb számú zseb kialakításának lehetőségét, a 39 zsebek méretei (7. és 8. ábra) a szélességben rétegnek hosszabbnak kell lennie, mint a hossza. Ami a zsebek 39-es méretei (8. ábra) és a munkafelület-szakaszok 42-es méretei közötti összefüggést illeti a zsebek közötti terekben, tekintettel arra, hogy ezek a részek csak arra szolgálnak, hogy csökkentsék a kenőanyag áramlását a nyílás szélességében. réteg zsebtől zsebig, a 32-es méretek kisebbek 39-es méretek. A feltüntetett tervezési tényezők általános hatásának eredményeként a kenőanyag réteg minimális vastagsága több mint 2-szeresére nő. Ennek következtében a hőtermelés (energiafogyasztás) ugyanennyivel csökken és a csapágy teherbírása több mint 4-szeresére nő, valamint a kopása is csökken.

A hidrodinamikus csapágyak működési elve. A hidrodinamikus csapágy folyadék súrlódó támaszték. Ezek a csapágyak radiális és nyomócsapágyakban vannak. A radiális csapágy három vagy négy szegmensből (saruból) rendelkezik 1 (7.6. ábra). A tartót hidraulikus rendszerrel töltik fel olajjal. Gravitáció által hajtott, nem forgó orsó 3 szegmensekre ereszkedik le. Az orsó forgatásakor durva felülete olajat szív be a közte és a szegmensek közötti résekbe. A szegmens kialakítása, különösen a támaszték eltolt helyzete 2 szimmetriatengelyhez képest lehetővé teszi, hogy olajnyomás hatására forogjon, aminek következtében az orsó forgásirányában beszűkülő ékrés alakul ki.Ebben a résben keletkezik hidrodinamikai nyomás R, az orsót felfüggesztett helyzetben tartva. Ha az orsó többékes csapágyakon forog önbeálló szegmensekkel, amelyek egyenletesen fedik le a kerület mentén, akkor az átlagos helyzetből való enyhe elmozdulás külső terhelés hatására az ékrésben a nyomás újraeloszlásához és a kiemelkedéshez vezet. a keletkező hidrodinamikai erő, amely kiegyensúlyozza a külső terhelést.

A hidrodinamikus csapágyakat olyan orsókhoz ajánljuk, amelyek nagy állandó vagy enyhén változó frekvencián forognak és kis terhelést is bírnak, például köszörűgépek orsóihoz. A hidrodinamikus csapágyak előnye a nagy pontosság és a tartósság (vegyes súrlódás csak az indítás és a leállítás pillanatában), hátránya a támasztékok olajellátó rendszerének bonyolultsága, valamint a csapágy helyzetének megváltozása. az orsó tengelye, ha forgási frekvenciája megváltozik.

Olaj hidrodinamikus csapágyakhoz. Általában L osztályú ásványolajat (velocit) használnak, amelynek dinamikus viszkozitási együtthatója van. u.= (4...5)10~ 3 Pa-s 50 C hőmérsékleten. Az olajat (1...3 l/perc 0,1...0,2 MPa nyomáson) hidraulika segítségével juttatják a csapágyba. rendszer, beleértve a finomszűrőt és a hűtőegységet.

Radiális hidrodinamikus csapágyak tervezési változatai. A csapágyszegmenseknek képesnek kell lenniük a helyzetük önálló megváltoztatására mind az orsó tengelyére merőleges síkban, mind a tengelyen átmenő síkban. Ez utóbbi kiküszöböli az esetleges nagy élnyomást a tartóban, ami a vékony határrétegben lévő olaj túlmelegedésével és kenési tulajdonságainak elvesztésével jár együtt. Számos csapágykonstrukció létezik, amelyeknél a tengely és a szegmensek közötti hézag automatikusan változik a terheléstől és az orsó fordulatszámától függően.

Az egyik kivitel - az ENIMS által kifejlesztett LON-88 - az ábrán látható. 7.7. A csapágy különálló blokk formájában készül, amely két gyűrűből 2, három szegmensből áll 1 és távtartó gyűrű 3. A szegmensek külső végfelülete kétpontos érintkezésben van a gyűrűk kúpos felületeivel, aminek következtében a szegmensek az orsó tengelye mentén és forgásirányában beépíthetők. A távtartó gyűrű a kiemelkedéseivel megakadályozza, hogy a szegmensek a kerület mentén mozogjanak. A távtartó gyűrű vastagságának változtatásával beállíthatja a csapágy munkahézagát.

Eltérő kivitelű csapágyak - LON-34 - szegmensekkel 1 , gömb alakú tartókra forgás eredményeként telepítve A(7.8. ábra), élnyomás hiányában akár 60 m/s csúszási sebességet tesz lehetővé* A szegmenstartók finom menetű, edzett acélból készült csavarok 2 formájában készülnek. Ezek sugárirányú mozgatásával a támaszban lévő sugárirányú hézag és az orsó tengelyének helyzete beállítható. A merevség növelése érdekében a tartócsapok menetes csatlakozásainak hézagát a testtel anyákkal választják ki. 3, Annak érdekében, hogy csökkentsék a szegmensek kopását az orsó indításakor és fékezésekor, bimetálból készülnek: egy bronz Br OF10-0,5, Br 0S10-10 vagy más súrlódásgátló anyagréteget visznek fel az acél alapra. centrifugális öntéssel. Érdesség paraméter Ra a szegmensek munkafelülete nem lehet magasabb 0,32 mikronnál, az orsócsapok 0,04...0,16 mikronnál. A szegmensek és a tartócsavarok méreteit a táblázat tartalmazza. 7.1 és 7.2.

Példa egy orsószerelvény kialakítására. A hidrodinamikus csapágyak a köszörűgép orsószerelvényének első és hátsó tartójába vannak beépítve (7.9. ábra) 1 típusú LON-88. Az axiális terheléseket a tárcsákból kialakított kétoldalas nyomócsapágy veszi fel 2 És 4, A gallér érintkezik velük 3 orsó. A kenőanyag a lyukakon keresztül kerül a csapágyba Bés 5. A résszerű tömítések megakadályozzák az olaj kiszivárgását az orsófejből. Csatorna szerint G a tömítés üregeiből az olaj a fejrészházba kerül.

Csapágyak tervezési paraméterei. Átmérő D Az orsócsapokat a merevségi feltételeknek megfelelően választják ki. I. csapágyhossz köszörűgépekhez - 0,751), precíziós esztergagépekhez és fúrógépekhez - (0,85-0,9) D. A bélés fedőívének hossza (0,6-0,8)1. Átmérőjű hézag = 0,003 D. Általában három vagy négy betéttel rendelkező csapágyakat használnak.

Hidrodinamikus radiális csapágyak számítása. A számítást a csapágy méreteinek meghatározására végezzük a támasz adott teherbírásától és merevségétől függően. Ezenkívül meghatározzák a tartóban a súrlódási veszteségeket.

Az alábbiakban egy módszert mutatunk be a három vagy négy önbeálló szegmensű radiális hidrodinamikus csapágyak kiszámítására legfeljebb 30 m/s csúszási sebességű támasztékokhoz [67].

Kiindulási adatok: a csapágy tervezési paraméterei, orsó fordulatszáma, maximális radiális terhelés, a támasz szükséges radiális merevsége.

Egy szegmens terhelhetősége (N) az orsó középső helyzetével

ahol az olaj dinamikus viszkozitása, Pa-s; n- orsó forgási sebessége, r/s; D- szegmensfurat átmérője, mm; BAN BEN- szegmensív húr, mm; L- szegmenshossz, mm; ; tervezési átmérőjű hézag, mm.

A keletkező erő hatására az orsó a kiindulási helyzetből a e milliméter, új helyzetét pedig relatív excentricitás jellemzi.Ha a keletkező erőt a szegmenstartó tengelye mentén irányítjuk, egy háromszegmenses csapágy teherbírása

A találmány a gépészetre vonatkozik, és alkalmazható gépek hidrodinamikus kenőréteggel ellátott nyomó- és támasztócsapágyaiban, és különösen hengerművek csapágyaiban, ahol nagy kerületi sebesség és fajlagos terhelés lép fel. A hidrodinamikus csapágy az egyik munkafelületen kialakított zsebeket tartalmaz, amelyek hidrodinamikus kenőréteget képeznek. Ebben az esetben az összes zseb csak részben vagy a réteg teljes területén helyezkedik el, ahol a nyomás a réteg hossza mentén nő, és a zsebek, kezdve az adagolótól, ahonnan a kenőanyag belép a rétegbe, a réteg hosszában elválasztva egymástól hegyes tetejű válaszfalakkal, amelyek tömítő élekkel végződnek. A műszaki eredmény a kenőanyag réteg minimális vastagságának növekedése, a hőtermelés csökkenése, a teherbírás növekedése, a kopás csökkenése. 4 fizetés f-ly, 8 ill.

A találmány a gépészet területére vonatkozik, és felhasználható hidrodinamikus (folyékony vagy gáz) kenéssel ellátott toló- és tartócsapágyakban különféle gépekhez, különösen hengerművek csapágyaihoz, ahol nagy kerületi sebesség és fajlagos terhelés lép fel. Ismeretesek a Reynolds-Mitchell-elv szerint működő, hidrodinamikus kenéssel és viszkózus kenőréteggel ellátott nyomó- és támasztócsapágyazási eszközök, amelyekben a réteget alkotó mozgó és álló munkafelületeket simává teszik, bizonyos szögben egymásba szerelik, a közöttük lévő folyékony (gáz) kenőrétegben pedig a nyomás úgy jön létre, hogy a mozgó munkafelület által keltett viszkózus erők (folyadék súrlódási erők) hatására a kenőanyagot vékony, elvékonyodó ék alakú rétegbe vonják. Az álló felületről érkező súrlódási erők is hatnak a rétegre, de ezek a réteg mozgására adott reakciók. Ezzel a rétegbeli mozgással a kenőanyag-áramlás tömegének tehetetlenségi erői is fellépnek, amelyeket az áramlás sebességének éles változása (beleértve a réteg keresztmetszetében történő újraelosztását is) okoz, főleg a folyadék súrlódási erőinek hatására. az álló munkafelületről a réteg bemeneti szakaszában, de ezek az erők csak a réteg bejáratánál jelentősek annak hossza mentén (a munkafelület mozgási irányában), legfeljebb 2 mm. A réteg hosszában tovább nem lépnek fel gyors sebességváltozások és nem lépnek fel jelentős tehetetlenségi erők. Ezért a Reynolds-Mitchell-elv szerint működő csapágyakban a tehetetlenségi erőknek gyakorlatilag nincs hatása a kenőanyagrétegben kialakuló nyomásra. Ráadásul a kenőréteg mögött annak együttáramlásában (merülő sugárban) fellépő tehetetlenségi erők nem befolyásolják a rétegből kiáramló folyadék gyorsulása miatt, amelyet egy álló munkafelület lassít le benne. Ebből következően a Reynolds-Mitchell kenőrétegben gyakorlatilag csak viszkózus erők és az általuk okozott hidrodinamikai nyomáserők hatnak. Ez utóbbiak szétnyomják a munkafelületeket, és egy bizonyos vastagságú kenőanyag réteget hoznak létre közöttük. A Reynolds-Mitchell-elv szerint működő csapágyak hátránya, hogy az álló munkafelületről ható súrlódási erők a réteg azon területén, ahol a hossza mentén nő a nyomás, folyamatosan lelassítják a kenőanyagot, ahogy az a rétegben mozog. réteg. Ez megakadályozza, hogy a kenőanyag bekerüljön a rétegbe, és ott ne tudjon tovább mozogni, pl. csökkenti a sebességet és a kenőanyag-fogyasztást, ami viszont csökkenti a kenőanyag réteg minimális vastagságát, növeli a hőmérsékletét és csökkenti a csapágy teherbíró képességét. A jelzett fékezés csökkentése érdekében az ékszöget (olajrés méretét) nem lehet növelni, mert ennek bármilyen növekedése a kenőanyag oldalirányú szivárgásának növekedéséhez vezet a rétegből, és az ékszög növekedése egy bizonyos méret felett még a kenőanyag fordított mozgásához is vezethet az álló munkafelületen a betáplálás irányában. zseb (egy mélyedés az álló munkafelületen, ahonnan a kenőanyag a rétegbe kerül). Ismeretesek a tolóerő (A. Cameron, „Theory of Lubrication in Engineering”, 67. o., Mashgiz, M., 1962) és a csapágycsapágyak, amelyek egyik felületén hornyok formájában olajzsebek vannak kialakítva. a hidrodinamikus kenőréteg kialakítása, például, mint a Szovjetunió N 796508 számú szerzői bizonyítványa szerint prototípusként elfogadott készülékhez, osztály. F 16 C 33/04. Az ilyen eszközökben az olajzsebekben lévő réteg vastagságának növekedése és emiatt az ott álló munkafelületről fellépő súrlódási erők csökkenése miatt a zsebekben az áramlást felgyorsítja (és örvényli) az mozgó felület, amely javítja a kenést az indítási módok során, és alacsony fajlagos terhelés esetén csökkenti a felszabaduló hőt. De ezekben a csapágyszerkezetekben a tehetetlenségi erők sem járulnak hozzá a nyomás növekedéséhez a rétegben, mivel ott a réteg hosszában lévő zsebeket az álló munkafelület részei választják el egymástól, amelyek hossza sokkal nagyobb. nagyobb, mint a bemeneti szakaszok hossza, ahol a tehetetlenségi erők még mindig jelentősek, és nem képesek hozzájárulni a réteg zsebek közötti meghosszabbított szakaszának ellenállásának leküzdéséhez és a kenésfogyasztás növeléséhez. Következésképpen a felület ezen részeiről történő fékezés következtében a tehetetlenségi erők teljesen kialszanak, és a zsebekben felgyorsult kenőanyag áramlás nem tartja meg az előző zsebben elért többletsebességet a következő zsebig. Ezért a munkafelület azon hasznos területét elfoglalva, ahol nyomás keletkezik, az ilyen zsebek nagy fajlagos terhelés mellett csökkentik a nyomás növekedését a rétegben és csökkentik annak minimális vastagságát. A találmány célja a teherbíró képesség növelése, az energiafogyasztás és a csapágyak kopásának csökkentése. Ezt a célt úgy érjük el, hogy a prototípushoz hasonlóan a hidrodinamikus kenőréteget alkotó munkafelületek egyikén egymással nem kommunikáló olajzsebek találhatók. Ezen túlmenően, a találmány szerint az összes zseb a rétegnek csak részben vagy egész területén van elhelyezve, ahol a nyomás a réteg hosszában növekszik, és a zsebek, kezdve az ellátó zsebtől, ahonnan a kenőanyag belép. a réteget a réteg hosszában csak válaszfalak választják el egymástól, hegyes csúcsokkal, amelyek tömítő élekkel végződnek. Ezenkívül a találmány szerint a zsebek mérete nagyobb a réteg szélességében, mint hosszában. Ezenkívül a réteg szélessége mentén rések vannak a zsebek között. A réteg szélessége mentén a munkafelület széle és a zsebek közötti távolság a réteg hossza mentén nő. Minél közelebb van a zseb az adagolóhoz, annál nagyobb a zsebek mérete a réteg hosszában és a tömítőél mélysége. A gerinc melletti zsebekben lévő kenőanyagréteget, az ellátó zsebből kiindulva, anélkül, hogy az álló munkafelületről nagy fékezést tapasztalna, a mozgó munkafelület felgyorsítja, és a teljes vastagságában további sebességet kap. Ezután ez a réteg a zsebek közötti tömítőrésbe esik (a válaszfal tömítőéle és a másik munkafelület közé). Ennek a résnek a rövid hossza miatt a kenőanyagáram a bemeneti szakasz hosszánál rövidebb úton halad át rajta, és a rétegben lévő tehetetlenségi erők pontosan ennek a szakasznak a kezdeti szakaszában a legjelentősebbek, legyőzve a súrlódási erőket A tömítő válaszfal széle és a zsebek közötti nyomásesés ezen a rövid úton jelentősen hozzájárul ahhoz, hogy a következő zsebig megmaradjon az előző zsebben elért többletsebesség értéke a rétegvastagság mentén. Ez biztosítja a kenőanyag-fogyasztás növekedését a rétegben. Tekintettel arra, hogy a kúpos ékhez hasonlóan a tömítő rések vastagsága a zsebek kimeneténél kisebb, mint a bemenetnél, a megnövekedett kenőanyagköltségek azonos rétegvastagságok mellett megnövekedett nyomást hoznak létre benne, azonos terhelés mellett a csapágyon növelik a réteg vastagságát. Következésképpen, ha minden más tényező egyenlő, a találmány szerinti csapágy kenőrétegében az átlagos kenőanyag sebesség, áramlási sebessége és a kenőréteg minimális vastagsága (vagy nyomása) nagyobb lesz, mint a Reynolds-Mitchell rétegben. és a prototípus rétegben. Mivel a zseb méretét a réteg hosszában úgy választjuk meg, hogy az ne legyen nagyobb, mint amennyi ahhoz szükséges, hogy a zsebben az áramlási sebesség azon részét visszaállítsuk, amely elveszett az ellenállás leküzdéséhez a tömítőrésben lévő zsebek közötti úton, a réteg hosszában lévő zsebek optimálisan nagyok lesznek, biztosítva a tehetetlenségi erők ismételt (többfokozatú) alkalmazását a réteg kenési arányának növelésére. A réteg azon területén, ahol a nyomás nem növekszik (a maximumot eléri vagy csökken), a zsebek hiánya miatt az álló felület a lehető legnagyobb mértékben lelassítja a kenőanyag áramlását, a nyomás csökkentésének megfelelően csepp. Ezen túlmenően, ha a zsebeket a maximális kopás zónáján kívül helyezik el, ami a minimális rétegvastagság pontján jelentkezik, jelentősen csökkenti a zsebek közötti válaszfalak vékony felső részének kopását. A zsebek közötti és a réteg szélein lévő munkafelület területei a zsebek helyén elsősorban tömítésként szolgálnak, amely csökkenti az oldalirányú szivárgást, és a nyomás kialakulása a rétegben biztosított, amikor a kenőanyag áramlás áthalad a kenőanyagon. tömítő rések egyik zsebből a másikba. Ezért a tömítőélek munkafelületi szinthez viszonyított mélyítése lehetővé teszi a tömítőrésekben és a munkafelületeken különböző rétegvastagságok kialakítását és azok optimális értékeinek kialakítását mind az oldalirányú szivárgások csökkentése, mind a kenőanyag-felhasználás növelése érdekében. Ezenkívül az oldalirányú szivárgást csökkenti annak biztosítása, hogy a réteg szélein a munkafelület szélessége nő a nyomás növekedésével a réteg hosszában. Ezen tervezési tényezők általános hatásának eredményeként a kenőréteg minimális vastagsága több mint 2-szeresére nő. Ennek következtében a hőtermelés (energiafogyasztás) ugyanennyivel csökken és a csapágy teherbírása több mint 4-szeresére nő, valamint a kopása is csökken. ábrán. Az 1. ábra egy tartócsapágypersely izometrikus nézetét mutatja, munkafelületekkel a réteg szélessége mentén a zsebeket elválasztó terekben. ábrán. A 2. ábra a 2. ábrán látható hüvely keresztmetszete. 1, és a tengelyszakasz. ábrán. A 3. ábra a Reynolds-Mitchell kenőréteg hosszában vett keresztmetszetet és a kenési sebességek eloszlását mutatja a réteg vastagságában. ábrán. A 4. ábra egy találmány szerinti csapágy kenőrétegének hossza mentén vett keresztmetszetét és a benne lévő sebességek eloszlását mutatja a réteg vastagsága mentén. ábrán. Az 5. ábra egy nyomócsapágy-betét felülnézete, amelynek munkafelülete változó szélességű a réteg szélein azon a területen, ahol a zsebek találhatók. ábrán. A 6. ábra a 2. ábrán látható párna A-A irányú metszete. 5. Az 1. A 7. ábra a 2. ábrán látható párna B-B irányú metszete. 5. Az 1. A 8. ábra az 1. ábra szerinti persely A-A irányú metszete. 2. ábrán látható képen. A tartócsapágy 1 perselyének 1. és 2. ábrája a következőket mutatja: 2 zsebek, a persely 3 munkafelülete, azon a területen, ahol nincsenek zsebek, a zsebek közötti 4 válaszfalak és az 5 és 6 munkafelület szakaszai rendre a persely szélei mentén, illetve a zsebek között a persely szélessége mentén, a 4 válaszfalak hegyes tetején kialakított 7 tömítőélek, amelyek tompa vagy lekerekített 8 mérettel rendelkeznek. A zsebek mérete a persely szélessége mentén. réteg nagyobb, mint a hossza, és nagyobb, mint a méret a réteg szélessége mentén a munkafelületi szakaszok a zsebek közötti terekben. ábrán látható keresztmetszetben. A 2. ábrán továbbá látható: egy 9 tengely, amely 10 kerületi sebességgel forog, és 11 munkafelülettel rendelkezik, amely az 1 hüvely belső felületeivel együtt képezi a 12, illetve 13 kenőréteg egy részét a 2 zsebek helyén. A 15. ábra a nyomáseloszlást is mutatja a kenőrétegben annak hossza mentén, a 16 szög a kenőrétegben a maximális nyomás helye és a betáplálási válaszfal közötti középső szög. zseb, és a 17 szög az a központi szög, amelyen belül a zsebek elhelyezkednek. ábrán. A 3. ábra a nyomólap álló 18 munkafelülete és a 10 sebességgel mozgó nyomócsapágy 11 munkafelülete között képződött Reynolds-Mitchell kenőréteg hosszirányú keresztmetszete. A rétegben nyomás keletkezik, amelynek 19. eloszlási diagramja hasonló a zsebek nélküli tartócsapágyréteg diagramjához. A 19. ábra 20. pontjáig a nyomás növekszik, majd csökken. A réteg előtt, a nyomópárnák közötti 22 térben (vagy a tartócsapágy bevezető zsebében), ahonnan a kenőanyag a rétegbe kerül, a kenőanyagréteg maximális 23 vastagságával megegyező áramlási vastagság mentén. A 24 sebességeloszlási diagram téglalap alakú vagy ahhoz közeli alakú. A rétegben, miután áthaladt a 25 bemeneti szakaszán, az áramlás meglehetősen egyenletes (a réteg hossza mentén lassan változó) sebességeloszlást kap a réteg vastagságában, amint azt a 26. ábra mutatja. Ez a változás a diagram alakjában a bemeneti szakaszban (24-től 26-ig) az áramlás lassulása miatt az álló 18 munkafelület, amely a diagramot 27 háromszög alakúra változtatja, valamint a fékezés következtében a rétegben keletkező nyomás, ezenkívül a diagram alakjára változtatva. konkáv háromszög 26. Ahogy a 24. és 26. diagramok összehasonlításából látható, a 24. diagram területe, és ezért a kenőanyag áramlási sebessége a rétegbe való belépés előtt több mint kétszerese a 26. diagram területének és a kenőanyag-fogyasztásnak a réteg. Következésképpen a 23 um vastagságú kenőanyag-áram nem teljes mennyisége jut be a rétegbe, de áramlási sebességének nagy része, amely megfelel a 23. és 26. sebességdiagramok területeinek különbségének, a tápzsebben marad, és az örvény elviszi. Továbbá, amikor az áramlás mozog a rétegben, sebességdiagramja lassan változó alakja háromszög alakot 28 vesz fel azon a helyen, ahol a nyomás eléri a maximumot, majd a nyomásesés tartományában. a réteg - egy domború háromszög alakja 29, annak a ténynek köszönhető, hogy ott a nyomás felgyorsítja az áramlást. Ha nem vesszük figyelembe a rétegben a szélessége mentén bekövetkező áramlást (oldalirányú szivárgások), akkor a 26, 28, 29 diagramok összes területe és a megfelelő kenőanyag költségek egyenlőek. A prototípus kenőrétegében (zsebekkel ellátott csapágyban), amikor az áramlás az egyes zsebekből a rétegbe jut, a betápláló zsebből a kenőrétegbe való belépéskor a fent tárgyalthoz hasonló folyamat megy végbe. Ott a kenőrétegbe való belépés előtt a sebességeloszlás megegyezik a 24. diagramnak megfelelő bevezető zsebben és a zsebek közötti rétegben, mivel ennek a rétegnek a hossza nagyobb, mint a bemeneti szakasz hossza, a A 26. diagramnak megfelelő sebességeloszlás jön létre, így a prototípusban Minden zsebben a gerinc melletti áramlás kenőanyagának nagy része a réteg vastagságával megegyező vastagságban szintén nem jut be, hanem kavargatva marad. a zsebekben. A Reynolds-Mitchell-elv szerint működő csapágyak, köztük a prototípus csapágyak hátránya, hogy az álló munkafelületről ható súrlódási erők a réteg azon területén, ahol a hossza mentén nő a nyomás, folyamatosan lelassítják a csapágyakat. kenőanyag, ahogy mozog a rétegben. Ez megakadályozza, hogy a kenőanyag bejusson a rétegbe, pl. csökkenti a sebességet és a kenőanyag-fogyasztást a rétegben, ami viszont csökkenti a kenőanyag réteg minimális vastagságát, növeli a hőmérsékletét és csökkenti a csapágy teherbíró képességét. A jelzett fékezés csökkentése érdekében az ékszöget (olajrés méretét) nem lehet növelni, mert ennek bármilyen növekedése a kenőanyag oldalirányú szivárgásának növekedéséhez vezet a rétegből, és egy bizonyos méret feletti növekedés akár a kenőanyag fordított mozgásához is vezethet egy álló munkafelületen a betápláló zseb irányába. Ami a réteg azon területét illeti, ahol a nyomás nem növekszik (elérte a maximumot vagy esik), akkor hasznos az álló munkafelület oldaláról történő fékezés, mert nemcsak az oldalsó, hanem a végszivárgást is csökkenti, és megakadályozza, hogy a kenőanyagot a munkafelület elhordja a rétegről. ábrán. A 4. ábra a találmány szerinti tartócsapágy kenőrétegének kiterjesztett metszete, amely az 1. és 1. ábrán látható. A 2. ábra (a nyomócsapágyra is igaz), mutatja: a nyomócsapágy 1 perselyét, egymással nem kommunikáló 2 zsebeket, amelyek csak a rétegterület 12. részében találhatók, ahol a nyomás a réteg hosszában megnő. . Ezen túlmenően ezeket a zsebeket, kezdve a 14 betápláló zsebtől, amelyből a kenőanyag a rétegbe kerül, a réteg hosszában nem a munkafelület olyan szakaszai választják el egymástól, amelyek gátolják a kenőanyagot, hanem csak válaszfalak. A 4. ábrán látható, hegyes tetejű, 7 tömítő élekkel végződő, az 5 munkafelülettel egy síkban lévő, vagy ehhez a szinthez képest 30-kal bemélyedve úgy, hogy a kenőanyag bemeneténél a zsebbe a 7 tömítőél közötti rés vastagsága, ill. a másik 11 munkafelület nagyobb, mint ez a vastagság a zsebből való kilépésnél. A 31 és 32 olajzsebek mérete a réteg hosszában nem lehet kisebb, mint az az érték, amelynél a zsebbe a tömítőél és a másik 11 munkafelület közötti résből belépő áramlás a zseben áthaladva felveszi az értéket. átlagos sebessége nagyobb, mint a mozgó munkafelület sebességének 2/3-a. Ez megfelel a 34. diagramnak. A tömítőélek 8-as méretű tompítással vagy lekerekítéssel rendelkeznek, ami minimális áramláslassulást biztosít, mivel ez a méret minimális, legfeljebb 2 mm, és kisebb, mint az az érték, amelynél az átlagos áramlási sebesség a A rétegvastagság a résben a kilépésnél a mozgó munkafelület sebességének legalább 1/2-ére csökken. Ez megfelel a 33. diagramnak. A zsebek mérete a réteg hosszában (a tömítő válaszfalak közötti távolság) 31-ről 32-re nő a betápláló zsebnél. Minél közelebb van a zseb az adagolóhoz, minél közelebb van a zseb az adagolóhoz, annál nagyobb a tömítőél mélysége. Ezen kívül látható még: a persely munkafelülete 3, amely a 13. réteg területén található, ahol nincsenek zsebek; a tömítőéleket összekötő 6 sík, amely a fő lamináris áramlás kontúrját mutatja; az 5 munkafelületek, amelyek a hüvely szélei mentén és a zsebek között a hüvely szélessége mentén helyezkednek el, egybeeshetnek az 5 síkkal, amint az az 1. ábrán látható. 1. és 1. ábra. 2; 10 kerületi sebességgel forgó 9 tengely, amelynek 11 munkafelülete a 12 és 13 kenőréteg részeit képezi az 1 hüvely belső felületeivel. ábrán is látható, ahol a maximális nyomás a 16 szög által meghatározott ponton helyezkedik el. Hasonló megjelenésű lenne a találmány szerinti nyomócsapágy kenőrétege. Ha ilyen válaszfalakkal ellátott zsebeket helyeznek el a 13-as területen, ahol a nyomás leesik, akkor ez az áramlásgátlást is csökkenti, de hozzájárul a kenőanyag átjutásához a rétegből, és ez nem tanácsos. Ezért a zsebeket csak a réteg azon részén kell elhelyezni, ahol a nyomás a hossza mentén nő. A találmány szerinti berendezés a következőképpen működik. A kenőanyag a betápláló zsebben, mint a fentebb tárgyalt Reynolds-Mitchell rétegben, a mozgó 11 munkafelület hatására felgyorsul, és a szomszédos 23 vastagságú áramlás, amely megegyezik a kenőanyagréteg maximális vastagságával, további sebességeket vesz fel, amint az az ábrán látható. Ebben az esetben a kinetikus kenési energia átvitele a gerincről maximális hatékonysággal megy végbe, mivel a réteg teljes 23 vastagságában eléri a lehető legnagyobb sebességet (a mozgó felület sebességét). Ezután ez az áramlás belép a kenőréteg 12 tartományába (ahol a zsebek vannak), amely a találmány szerint a 11 felület és az 5 felület, valamint a 6 sík közötti ékrés. Ezután a kenőanyag belép a 2 és a 2 zsebekbe. majd a 13. terület rétegébe, ahol hiányoznak a zsebek. A 12 területen az áramlás először az első válaszfal 7 tömítőéle és a 11 munkafelület (a zsebek közötti rés) közötti résbe lép be. Ennek az élnek a hatása miatt, kis súrlódási felülete ellenére (a tompításának vagy lekerekítésének kis értéke 8), valamint a 2 első zseb és a 4 betápláló zseb közötti nyomáskülönbség miatt az áramlási sebességek ilyen úgy, hogy a tömítőél előtti sebességek 24 diagramja a tömítőél mögötti 33 diagrammá alakul át. Amint az ezen diagramok összehasonlításából látható, a találmány szerinti berendezésben a csapágy álló része (persely vagy nyomópárna) is biztosít némi ellenállást az áramlással szemben, de ez az ellenállás, mint az összehasonlításból is látható. ábra 33. diagramja. ábrán a 4. ábrán és a 26. diagramokon. A 3. ábra lényegesen kisebb, mint az az ellenállás, amelyet a Reynolds-Mitchell rétegben és a prototípus rétegben lévő álló rész az áramlással szemben biztosít, mivel az első diagram területe a 11 mozgó munkafelület azonos sebességnél 10 jelentősen nagyobb. nagyobb, mint a második diagram területe. Következésképpen a 4 betápláló zsebből a találmány szerinti csapágy rétegébe bevezetett kenőanyag fogyasztás lényegesen (több mint kétszerese) nagyobb, mint a Reynolds-Mitchell csapágyé és a prototípusé. Bár a kenőanyag nem teljes áramlása, a 23 vastagság, az ellátó zsebből jut be a rétegbe, és ennek egy része, amely megfelel a 24 és 33 sebességdiagramok területének különbségének, a 21 örvény részeként a betápláló zsebben marad. Továbbá az első zsebben az áramlás hasonló az ellátó zsebben lévőhöz, felgyorsul és az áramlás vastagsága mentén (vastagság a 6 sík és a 11 felület között) a második válaszfal előtt 34 alakot vesz fel a sebességdiagram. nem teljes téglalap, mint a 24. ábra alakja, a 2 zsebek rövidebb hossza és mélysége miatt, mint a készlettartó zsebe. Ezeknek a zsebméreteknek és különösen a hosszának optimálisnak kell lennie, hogy a zsebek száma ne legyen túl kicsi, hanem úgy is, hogy a zsebben lévő 34 áramlási sebesség diagram kellően teljes legyen ahhoz, hogy kinetikus energiát halmozzon fel ahhoz, hogy a zsebek közötti következő rés ellenállását nagy áramlási veszteség nélkül leküzdje. Ez a veszteség továbbra is fennáll, és megfelel a sebességdiagramok területeinek különbségének a tömítőrés mindkét oldalán. A kenőanyag, amely nem jut be a tömítőrésbe, a zsebben marad, és ott egy örvény részeként kering, hasonlóan a betápláló zsebben lévő 21-es örvényhez. A nyomásnövekedés a 2 zsebekben azért következik be, mert a 7 tömítőél és a munkafelület közötti rés (a tömítőrés vastagsága) a zsebek kimeneténél kisebb, mint a bemenetnél. Így a mozgó felület által bevezetett kenőanyag-fogyasztás növekedése, és ezáltal a nyomásnövekedés a találmány szerinti rétegben a Reynolds-Mitchell rétegekhez és a prototípushoz képest elsősorban két okból következik be: egyrészt a 7. a tömítőél tompulása vagy lekerekítése lényegesen kisebb, mint a beömlőszakasz hossza, ezért a zsebek közötti tömítőrés hidraulikus ellenállása kisebb lesz, így az áramlási sebesség diagram még nem kap a mintához hasonló állandósult állapotot. 26 az ábrán. 3, és a tehetetlenségi erők segítenek leküzdeni ennek a tömítőrésnek az ellenállását; másodszor, a zsebek méretei a 31 és 32 réteg hossza mentén úgy vannak kialakítva, hogy az áramlásnak, ahogy mozog az egyes zsebekben, legyen ideje megnövekedett sebességet elérni a megadott rés teljes vastagsága mentén, hogy maximálisan leküzdje ellenállását. kenőanyag-fogyasztás, de ezeknek a méreteknek is a lehető legkisebbeknek kell lenniük a zsebek számának növelése érdekében, hogy az áramlás felgyorsítása a zsebekben jobban megismétlődjön az egész rétegben, ahol a nyomás növekszik. A kenőrétegben a találmány szerinti nyomás létrehozásának elve hasonló a forgó turbógépben a nyomás létrehozásának elvéhez: ott minden fokozatban mozgási energiát ad át a munkaközegnek egy mozgó rotor, majd álló vezetőlapát, ez az energia nyomásenergiává alakul. Ehhez az eljáráshoz hasonlóan a találmány szerinti kenőrétegben a hosszában minden zsebben a mozgó munkafelület kinetikus energiát ad át a kenőanyag áramlásnak, majd a zsebek közötti tömítő résekben ezt a mozgási energiát adjuk át. a következő zsebben nyomásenergiává alakul, mivel ebben a résben tehetetlenségi erők áramlanak, és a mozgó felületről érkező hidrodinamikus súrlódási erők hatnak a zsebek közötti nyomáskülönbségnek megfelelő nyomáserőkkel szemben. A munkafelület 5-ös részei a zsebek között és a réteg szélein elsősorban tömítésként szolgálnak, amely csökkenti az oldalirányú szivárgást, a nyomás kialakulását a rétegben a tömítő rések vastagságának különbsége biztosítja a bemeneti és kimeneti nyílásnál. a zsebeket. Ezért a tömítőélek munkafelületi szinthez viszonyított mélyítése lehetővé teszi a tömítőrésekben és a munkafelületeken különböző rétegvastagságok kialakítását és azok optimális értékeinek kialakítását mind az oldalirányú szivárgások csökkentése, mind a kenőanyag-felhasználás növelése érdekében. Emiatt az 5 és 11 felületek közötti kenőréteg vastagságát minimálisnak vesszük, 30-szor kisebbnek, mint a tömítő rések vastagságát. Ez a tervezési intézkedés csökkenti az oldalirányú szivárgást, miközben növeli a mozgó munkafelület által szállított kenőanyag mennyiségét. A réteg azon területén, ahol a nyomás nem növekszik (a maximumot eléri vagy csökken), a zsebek hiánya miatt az álló felület a lehető legnagyobb mértékben lelassítja a kenőanyag áramlását, a nyomás csökkentésének megfelelően csepp. Ezenkívül a zsebek elhelyezése a maximális kopás zónáján kívül, ami a minimális rétegvastagság pontján jelentkezik, jelentősen csökkenti a köztük lévő vékony tömítő válaszfalak kopását. A zsebterületen a réteg szélein a munkafelület szélessége a réteg hossza mentén megnőhet a rétegben lévő nyomás növekedésével, ami tovább csökkenti az oldalirányú szivárgást. ábrán. Az 5. ábra egy nyomócsapágy alátétet ábrázol, amelyben a zsebek elhelyezkedésének területén a réteg szélein a munkafelület szélessége a réteg hossza mentén növekszik. ábrán. 6. és 3. ábra. A 7. ábra ennek a párnának a keresztmetszete AA és BB mentén. Ezek az ábrák a következőket mutatják: a 12 terület, ahol a 2 zsebek találhatók; 13 terület a rétegből való kilépésnél, ahol nincsenek zsebek; a nyomáseloszlás 15. diagramja a réteg hossza mentén; a munkafelület szélességének legkisebb 35 és legnagyobb 36 mérete a réteg szélein; a legkisebb 37 és a legnagyobb 38 zsebméret a réteghossz (zsebhossz) mentén; 39-es zsebméret a réteg szélességében (zsebszélesség), a nyomáseloszlás 40. diagramja a réteg szélességében. ábrán. A 8. ábra az AA (2. ábra) menti metszetet mutatja a tartócsapágypersely szélessége mentén, amelyben a réteg szélein lévő munkafelület 41 méretű szakaszain kívül 2 zsebek vannak elválasztva Egymást a réteg szélessége mentén a munkafelület 42-es méretű szakaszaival hajtjuk végre. Ugyanitt látható a diagram 43 nyomáseloszlást a réteg szélességében. A találmány szerinti berendezés, amely az 1. ábrán látható. Az 5-8. ábrán látható módon működik. 4. A fentieken túlmenően meg kell jegyezni, hogy a munkafelület szélességének növelése a réteg hossza mentén a széleinél 35-ös méretről 36-os méretre (5. ábra) csökkenti a rétegből való szivárgás mértékét, mivel nagyobb szélesség jön létre a nagyobb nyomás fellépésének helyén (lásd a 15. ábrát a 6. ábrán). Ezenkívül a zsebek méretének növelése a réteg hossza mentén 37-ről 38-ra (6. ábra) az ellátó zsebben optimális feltételeket biztosít a zsebekben az áramlási sebességek helyreállításához, csökkentve a tömítőrésekben a tömítőréseknél. belépés a zsebekbe, mivel minél nagyobb a rés vastagsága (vastagabb áramlást vezetünk be a zsebbe), annál nagyobb távolságra van szükség a tömítő rések között az áramlási sebesség helyreállításához. Ebből az állapotból, valamint figyelembe véve a tömítőrések vastagságának tényleges méreteit és a nagyobb számú zseb kialakításának lehetőségét, a 39 zsebek méretei (7. és 8. ábra) a szélességben rétegnek hosszabbnak kell lennie, mint a hossza. Ami a zsebek 39-es méretei (8. ábra) és a munkafelület-szakaszok 42-es méretei közötti összefüggést illeti a zsebek közötti terekben, tekintettel arra, hogy ezek a részek csak arra szolgálnak, hogy csökkentsék a kenőanyag áramlását a nyílás szélességében. réteg zsebtől zsebig, a 32-es méretek kisebbek 39-es méretek. A feltüntetett tervezési tényezők általános hatásának eredményeként a kenőanyag réteg minimális vastagsága több mint 2-szeresére nő. Ennek következtében a hőtermelés (energiafogyasztás) ugyanennyivel csökken és a csapágy teherbírása több mint 4-szeresére nő, valamint a kopása is csökken.

KÖVETELÉS

1. Hidrodinamikus csapágy, amelyben az egyik munkafelületen olajzsebek vannak kialakítva, amelyek hidrodinamikus kenőréteget képeznek, azzal jellemezve, hogy az összes zseb a rétegnek csak részben vagy egész területén helyezkedik el, ahol a nyomás a hossz mentén A réteg hosszában az adagolóból kiinduló zsebekbe, amelyekből a kenőanyag a rétegbe kerül, a réteg hosszában el vannak választva egymástól hegyes tetejű válaszfalak, amelyek tömítő élekkel végződnek. 2. Az 1. igénypont szerinti csapágy, azzal jellemezve, hogy a zsebek mérete a réteg szélessége mentén nagyobb, mint hosszában. 3. Az 1. igénypont szerinti csapágy, azzal jellemezve, hogy a zsebek közötti réteg szélessége mentén a munkafelület szakaszai vannak. 4. Az 1. igénypont szerinti csapágy, azzal jellemezve, hogy a réteg szélessége mentén a munkafelület szélétől a zsebek közötti távolság a réteg hosszában növekszik. 5. Az 1. igénypont szerinti csapágy, azzal jellemezve, hogy a zsebek méretei a réteg hosszában minél jobban nőnek, minél közelebb van a zseb az adagolóhoz.