- •Дисциплина «Трение и износ» Расчетно-графическая работа №1 Расчет опор скольжения
- •Основные характеристики, используемые при расчете ресурса пск
- •Вспомогательные характеристики, используемые при расчете ресурса пск
- •Задача1. Расчет ресурса пск с обратной парой трения.
- •Значения функции f (тг, у*)
- •Значения Гамма-функции
- •Значения функции f (, т2, у*)
- •9. Ресурс сопряжения, выраженный в единицах времени, подсчитывают по формулам:
- •Задача 2. Расчет подшипника скольжения с прямой парой трения.
- •Вычисляют безразмерную нагрузку и толщину аэ по формулам
- •2. С помощью табл. 6 и 7 находят значения вспомогательных функций n (р', h'o), m(p', h'o) и l(p', h'o) .
- •Значения функции n (p', h'о)
- •Значения функции м (в числителе) и l (в знаменателе)
- •Значения функции f1(m1, 0)
- •Задача 3. Расчет ресурса подшипника скольжения с учетом износа цапфы и втулки.
- •Значения предельного угла контакта *0
- •Задания и варианты к выполнению расчетно-графической работы №1
Дисциплина «Трение и износ» Расчетно-графическая работа №1 Расчет опор скольжения
Основные допущения. Для расчета водятся специфические для каждой схемы расчета допущения, которые в каждом конкретном случае будут оговорены особо (табл. 1 и 2).
Таблица 1.
Основные характеристики, используемые при расчете ресурса пск
Наименование |
Условное обозначение |
Единица измерения |
Радиус втулки или внутренний радиус АЭ, закрепленного на втулке |
R1 |
м |
Радиус цапфы или наружный радиус АЭ, закрепленного на цапфе |
R2 |
м |
Модуль упругости |
|
Па |
Коэффициент Пуассона |
|
|
Длина цапфы |
l2 |
м |
Нормальная нагрузка в сопряжении |
P |
Н |
Параметры степенного закона изнашивания для материала: |
|
|
а) цапфы или АЭ, закрепленного на ней |
K2 |
|
|
m2 |
|
б) втулки или АЭ, закрепленного на ней |
K1 |
|
|
m1 |
|
Угловая скорость вращения цапфы |
|
С-1 |
Коэффициент трения |
f |
|
Коэффициент линейного расширения |
|
К-1 |
Коэффициент теплопроводности |
|
Вт/(мК) |
Толщина антифрикционного элемента (АЭ) |
h0 |
м |
Начальный радиальный зазор |
Δ(0) |
м |
Предельно допустимый радиальный зазор в сопряжении |
Δ* |
м |
* Индексы i = 1, 2, 3 относятся к материалам втулки, цапфы и антифрикционному элементу соответственно. |
Рис.
1. Расчетная схема ПСК с обратной
парой трения (износ цапфы): 1
—
цапфа; 2
—
втулка; 3
—
АЭ
В общем виде расчетная схема подшипника скольжения (ПСК) (рис. 1) представляет собой сопряжение двух цилиндрических тел, радиусы которых мало отличаются и . Внутренний цилиндр 1 вращается вокруг своей оси и соответствует цапфе ПСК, а тело с круговым вырезом 2 — втулке ПСК.
Таблица 2.
Вспомогательные характеристики, используемые при расчете ресурса пск
Наименование |
Условное обозначение |
Единица измерения |
Номер формулы или таблицы |
Размер площадки контакта (половина длины дуги контакта) |
a |
м |
(4) |
Относительный ресурс сопряжения |
F(m2, y*) |
|
(14), табл. 4 |
|
F(, m2, y*) |
|
(15), табл. 5 |
Вспомогательная функция |
F1(m1, 0) |
|
Табл. 5.8 |
Износ цапфы |
h2 |
м |
(38) |
Износ втулки |
h1 |
м |
(39) |
Относительный износ сопряжения |
h’ |
|
(34) |
Предельный износ сопряжения |
h* |
м |
(10), (33) |
Безразмерная толщина АЭ |
|
|
(23) |
Максимальная интенсивность изнашивания |
Imax |
|
(7) |
Коэффициент постели |
k3 |
Па-1 |
(24) |
Безразмерная нагрузка |
P1 |
|
(21) |
Давление в центре площадки контакта |
qm |
Па |
(3)
|
Продолжительность стационарного режима изнашивания |
T |
с |
(29)
|
Временной параметр процесса изнашивания |
T0 |
с |
(8)
|
Продолжительность нестационарного режима изнашивания |
|
с |
(27)
|
Безразмерное время нестационарного режима изнашивания |
|
|
(16), (17), (30), (31) |
Ресурс сопряжения- |
T* |
с |
(36) |
Безразмерный предельный износ |
y* |
|
(11) |
Коэффициент относительной износостойкости материалов |
1,2 |
|
(32)
|
Отношение износа цапфы к износу втулки |
|
|
(37)
|
Относительный зазор |
0 |
|
(2) |
Предельный угол контакта при бесконечно большом времени изнашивания |
|
|
Рис. 3
|
Предельный угол контакта при нестационарном режиме изнашивания |
|
|
(25)
|
Предельный угол контакта сопряжения в момент исчерпания ресурса |
|
|
(28), табл. 9 |
Условный предельный угол контакта
|
|
|
(35) |
Контактно-термический параметр |
|
|
(9)
|
Коэффициент нестационарности изнашивания |
|
|
(12) |
При расчете на износ ПСК используются следующие основные допущения.
Нагрузка, скорость скольжения, температура, окружающая среда и другие внешние условия остаются неизменными в процессе изнашивания. Механические, физические и триботехнические свойства материалов сопрягаемых деталей остаются неизменными в процессе эксплуатации.
Силы трения в контакте цапфы с втулкой не влияют на размеры зоны контакта и распределение давления (это условие с высокой точностью выполняется при f < 0,3).
Нагрузка, действующая в сопряжении, равномерно распределена по оси цапфы и не вызывает объемных пластических деформаций в сопрягаемых деталях.
Ось цапфы в процессе эксплуатации остается параллельной оси втулки.
Интенсивность изнашивания материалов сопрягаемых деталей является степенной функцией давления, т. е. , где К и m — параметры (m >> 1); q — давление на контакте.
Цапфа в процессе изнашивания сохраняет форму кругового цилиндра.