Перейти на главную
Справочник по гидравлике Гидравлические калькуляторы Гидравлическая аппаратура Гидроцилиндры Насосы Компрессоры
Статья оказалась полезной?
Подписаться
Подпишитесь на нашу группу ВКонтакте или канал на Youtube
    Участники группы могут:
  • Скачивать чертежи и гидросхемы
  • Получать справочные материалы
  • Влиять на тематику новых статей
  • Участвовать в голосованиях, конкурсах

Вступая в группу, подписываясь на канал, оставляя комментарии, вы помогаете развивать сайт.

Лучшие статьи
Механизмы, машины / Редукторы / Гидродинамический подшипник
2018-05-23

Гидродинамический подшипник

Гидродинамическим называют подшипник скольжения, предназначенный для работы в гидродинамическом режиме смазки.

В гидродинамическом подшипнике отсутствует прямой контакт между трущимися поверхностями, так как зазор между ними под действием гидродинамических сил заполняется смазывающей жидкостью.

Использование гидродинамического подшипника позволяет заменить трение скольжения на жидкостное трение, и снизить потери энергии.

В гидродинамическом подшипнике нагрузку воспринимает и передает на опору тонкий слой жидкости.

Условия возникновения жидкостного трения

Для работы гидродинамического подшипника необходимо создание гидродинамического слоя смазки, для этого нужно обеспечить следующие условия:

  • смазывающая жидкость должна удерживаться в зазоре (например между валом и корпусом подшипника)
  • в смазывающей жидкости должно поддерживаться давление достаточное для уравновешивания нагрузки
  • жидкость должна полностью разделять скользящие поверхности, а значит ее слой должен быть выше, чем сумма шероховатостей поверхностей
  • толщина слоя жидкости должна быть больше минимального значения

Принцип работы гидродинамического подшипника

Рассмотрим схему работы гидродинамического подшипника.

Гидродинамический подшипник - устройства и схема работы

Вал установлен в корпусе заполненном маслом с зазором, под действием нагрузки вал прижимается к нижней поверхности корпуса. Получается, что в начальном положении вал расположен в корпусе с эксцентриситетом.

При вращении вала, небольшой слой жидкость за счет адсорбции приходит в движение и увлекается вслед за поверхностью вала. Последующие слои также могут увлекаться во вращательное движение за счет вязкости рабочего масла. Получается, что вал выполняет роль насоса, создавая поток рабочей жидкости, и нагнетая ее в клиновидную щель между корпусом и валом. В результате воздействия вращающегося вала масло стремится заполнить клиновидную щель и поднять вал, с другой стороны этому препятствует нагрузка действующая на вал.

При создании давления достаточного для того, чтобы приподнять вал, и обеспечить протекание масла по всей окружности наступает равновесное состояние.

Гидродинамический подшипник с клиновыми расточками вкладыша

Устройство гидродинамического подшипника с клиновыми расточками

Для обеспечения высоких антивибрационных свойств используют гидродинамический подшипник с клиновыми расточками, в котором цапфа вала опирается на несколько масляных клиньев. Это снижает вероятность возникновения вибраций.

Расчет гидродинамического подшипника

Условие обеспечения жидкостного трения:

h≥1,1(Rz1+Rz2+y)
  • где h - толщина слоя смазки
  • Rz1 шероховатость детали 1
  • Rz2 шероховатость детали 2
  • y - стрела прогиба шипа (вала)

Наименьшее отношение относительного эксцентриситета можно вычислить по формуле:

х=1-(h/0,5s)
  • где s - средний зазор
  • х - относительный эксцентриситет х = e / 0,5 s

Необходимую вязкость жидкости, при которой удастся достичь режима жидкостного трения можно определить по формуле:

μ=PΨ2/ωldФр
  • l - длина вала, м
  • d - диаметр вала, м
  • ω - угловая скорость вращения вала
  • P - величина нагрузки
  • Ψ - относительный зазор Ψ = s/d
  • Фр - безразмерный коэффициент несущей способности
График для определения коэффициента несущей способности

При работе гидродинамического подшипника скольжения масло будет нагреваться, а значит его вязкость будет изменяться. Зависимость вязкости от температуры рабочей жидкости отражена в температурно-вязкостной характеристике. В случае если начальная температура масла неизвестна расчет производят методом последовательных приближений, задаваясь начальным значением - 50 °С.

Достоинства гидродинамических подшипников

  • высокий ресурс
  • низкий уровень шума
  • малые вибрации при работе
  • демпфирование ударных нагрузок

Недостатки гидродинамических подшипников

  • возможность работы только при высоких частотах вращения
  • влияние температуры на режим работы, характеристики