Ett hydrodynamiskt lager är en maskinteknisk enhet. Huvudbelastningen inuti detta element faller på ett tunt lager som består av en isolerande smörjvätska. Den pumpas in i strukturen med hjälp av en smord axel. Sådana produkter kallas ofta hydrauliska.
Om funktionerna i att använda mekanismen
Dessa är ganska pålitliga och enkla konstruktioner, vilket är anledningen till att de har blivit så utbredda. De består av endast två element: en yttre och en inre ring med toroidform. Vid skarvarna finns tätningar med maximal täthet. Produkterna kännetecknas av minimala driftskostnader eller fullständig frånvaro. Dessutom har de under tillverkning lägre krav på kvalitet och noggrannhet i arbetet, jämfört med kul- och rullager. Och sådana lager ger mindre ljud än konventionella rullningslager. Detsamma gäller vibrationer, deras nivå är minimal. I vissa fall har sådana strukturer goda vibrationsdämpande egenskaper.
Finns det några nackdelar?
De är inte utan sina brister, precis som andra mekanismer. Energiförlusterna från dessa delar kan vara betydande. De beror vanligtvis på temperaturförhållandena i omgivningen. Det är mycket svårt att beräkna den optimala temperaturnivån vid vilken den negativa påverkan kommer att minimeras. I nödsituationer är det hydrodynamiska lager som är mer olycksbenägna än andra komponenter. De är också känsliga för felaktigheter i tillverkningen av axlar och andra tillbehör i systemet. Detta måste beaktas vid den första beräkningen.Under drift finns det risk för läckage av arbetsmediet. Därför installeras ofta två eller flera stift på båda sidor för att förhindra eventuella läckor.
Lite om funktionsprincipen
Sådana lager är generellt indelade i flera typer:- Hydrostatisk.
- Gas eller hydrodynamisk. Beräkningen för varje sort kommer att vara annorlunda.
- Fri leverans av smörjmedel.
- Tillräcklig rotationshastighet.
- Geometri.
Lagrets livslängd förkortas om detta händer tillräckligt ofta. Och energi går förlorad i stora mängder. För att förhindra sådana problem installeras ofta en extra extern pump eller sekundärlager. De träder i drift vid tidpunkten för uppstart eller bromsning av systemet. Beräkningen tar också hänsyn till detta.Antifriktions- och slitstarka material kan minska slitaget på delar. Ibland omges axlarna inte av vanliga stela bussningar, utan av flera elastiska kronblad. En delad ring av fjäderfolie, på ett elastiskt stöd, används också. Denna design hjälper till att fördela belastningen jämnt över alla delar.
Vilka misstag gör mekaniker oftast under reparationer?
- De använder ofta bromsvätskor vars parametrar inte är lämpliga för dessa system.
- Smuts kommer in i mekanismen under drift.
- Smörjmedel eller rengöringsmedel används som kan skada anslutningen.
- Systemet avluftas inte korrekt. Till exempel trycker de på kopplingspedalen många gånger medan de pumpar. Reparationsmanualen säger alltid att detta bara ska göras en gång.
- Ett försök att lufta de inre cylindrarna manuellt. På grund av detta går delar helt enkelt sönder.
- En ny tätning är installerad, även om delar av den gamla fortfarande finns kvar inuti. På grund av detta kan hydraulvätska inte strömma i motsatt riktning. Vilket leder till läckor och skador på den nya mekanismen.
- Fästbultarna är åtdragna.
- Ojämn tätningsinstallation. På grund av detta börjar cylindern luta. Beräkningen blir felaktig.
Glidlager och deras beräkning
Friktionens natur är huvudparametern som påverkar beräkningen. Glidfriktion finns i tre huvudtyper:- Flytande.
- Blandad
- Borderline.
Mer om vissa funktioner hos glidlager
Jämfört med rullningslager är glidlager enklare och billigare att tillverka. De är tysta och har en konstant styvhetsparameter. I alla smörjlägen fungerar de under lång tid med praktiskt taget inget slitage. Individuella beräkningar påverkar inte detta. Men deras smörjsystem är ganska komplicerat för att säkerställa vätskefriktion, för vissa är detta en allvarlig nackdel. Dessutom kräver de obligatorisk användning av icke-järnmetaller. Bland nackdelarna är det värt att notera de ökade dimensionerna i axiell riktning och ökade startmoment.Om design och material
Ett glidlager är ett hus och en liner monterade i en struktur. Det är enklare än samma rullningslager. Huset finns i delad eller solid form. Delade hus fästs med bultar eller dubbar. Fodret är gjort i form av en ärm. Om kroppen är i ett stycke kommer denna del att se ut som två separata halvor, topp och botten. Bussningen trycks helt enkelt in i kroppen. Självinställande lager används om det finns risk för skada på axeln eller om det är omöjligt att montera mekanismen korrekt. Eller slips används.
Följande material används vid tillverkningen av glidstrukturen:
- Plast
- Gjutjärn
- Brons
- Sfärisk.
- Platt.
- Konisk.
- Cylindrisk. Detta är också viktigt för dem som gör beräkningarna.
Uppfinningen avser maskinteknik och kan användas i axial- och stödlager med ett hydrodynamiskt smörjskikt för maskiner och i synnerhet för lager i valsverk, där höga periferihastigheter och specifika belastningar förekommer. Ett hydrodynamiskt lager innehåller fickor gjorda på en av arbetsytorna som bildar ett hydrodynamiskt smörjande lager. I det här fallet är alla fickor placerade endast delvis eller i hela skiktets område, där trycket längs skiktets längd ökar, och fickorna, som börjar med mataren, från vilken smörjmedlet kommer in i skiktet, är separerade från varandra längs lagrets längd av skiljeväggar med spetsiga toppar som slutar med tätningskanter. Det tekniska resultatet är en ökning av den minsta tjockleken på smörjmedelsskiktet, en minskning av värmeutvecklingen, en ökning av bärförmågan och en minskning av slitaget. 4 lön flyg, 8 ill.
Uppfinningen hänför sig till området för maskinteknik och kan användas i axial- och stödlager med hydrodynamisk (vätske- eller gassmörjning) för olika maskiner och i synnerhet för lager i valsverk, där höga periferihastigheter och specifika belastningar förekommer. Det finns kända anordningar för axial- och stödlager med hydrodynamisk smörjning och ett visköst smörjande skikt, som arbetar enligt Reynolds-Mitchell-principen, där de rörliga och stationära arbetsytorna som bildar skiktet görs släta, installerade sinsemellan i en viss vinkel, och trycket i det flytande (gas) smörjskiktet mellan dem skapas genom att smörjmedlet dras in i ett tunt avsmalnande kilformat lager av viskösa krafter (vätskefriktionskrafter) som skapas av den rörliga arbetsytan. Friktionskrafter från den stationära ytan verkar också på skiktet, men de är en reaktion på skiktets rörelse. Med denna rörelse i skiktet uppstår också tröghetskrafter hos smörjmedelsflödets massa, orsakade av en skarp förändring (inklusive omfördelning över skiktets tvärsnitt) av hastigheterna för detta flöde, huvudsakligen under inverkan av fluidfriktionskrafter från den stationära arbetsytan i skiktets inloppssektion, men dessa krafter är betydande endast vid själva ingången till skiktet längs dess längd (i arbetsytans rörelseriktning) på högst 2 mm. Längre längs lagrets längd sker inga snabba hastighetsförändringar och betydande tröghetskrafter uppstår inte. Därför, i lager som arbetar enligt Reynolds-Mitchell-principen, har tröghetskrafter praktiskt taget ingen effekt på bildandet av tryck i smörjmedelsskiktet. Dessutom påverkar inte tröghetskrafterna som uppstår bakom smörjskiktet i dess samflöde (i en nedsänkt stråle) på grund av accelerationen av vätskan som strömmar ut ur skiktet, bromsad i det av en stationär arbetsyta. Följaktligen verkar i Reynolds-Mitchells smörjskikt praktiskt taget endast viskösa krafter och de hydrodynamiska tryckkrafterna som orsakas av dem. De senare trycker isär arbetsytorna och skapar ett lager av smörjmedel av en viss tjocklek mellan dem. Nackdelen med lager som arbetar enligt Reynolds-Mitchell-principen är att friktionskrafterna som verkar från den stationära arbetsytan i skiktets område, där trycket längs dess längd ökar, kontinuerligt saktar ner smörjmedlet när det rör sig i skiktet. lager. Detta förhindrar att smörjmedlet kommer in i lagret och dess vidare rörelse där, d.v.s. minskar dess hastighet och smörjmedelsförbrukning, vilket i sin tur minskar den minsta tjockleken på smörjmedelslagret, ökar dess temperatur och minskar lagrets bärförmåga. Det är omöjligt att öka kilvinkeln (oljegapstorleken) för att minska den indikerade bromsningen, eftersom varje ökning av den leder till en ökning av lateralt läckage av smörjmedel från skiktet, och en ökning av kilvinkeln över en viss storlek leder till och med till uppkomsten av en omvänd rörelse av smörjmedel vid den stationära arbetsytan i riktning mot tillförseln ficka (ett urtag i den stationära arbetsytan varifrån smörjmedlet tillförs lagret). Det finns kända anordningar för tryckkraft (A. Cameron, "Theory of Lubrication in Engineering," s. 67, Mashgiz, M., 1962) och axellager, i vilka oljefickor i form av spår är gjorda på en av ytorna bildar det hydrodynamiska smörjskiktet, till exempel, som för enheten accepterad som en prototyp enligt USSR:s författarcertifikat N 796508, klass. F 16 C 33/04. I sådana anordningar, på grund av en ökning av tjockleken på skiktet i oljefickorna och en minskning av friktionskrafterna där från den stationära arbetsytan av denna anledning, accelereras (och virvlas) flödet i fickorna av den rörliga ytan , vilket förbättrar smörjningen under startlägen och, vid låga specifika belastningar, minskar utsläppsvärmen. Men tröghetskrafterna i dessa lageranordningar bidrar inte heller till en ökning av trycket i skiktet, eftersom fickorna längs skiktets längd är separerade från varandra av delar av den stationära arbetsytan, vars längd är mycket större än längden på inloppssektionerna, där tröghetskrafterna fortfarande är betydande, och de kan inte bidra till att övervinna motståndet hos en förlängd sektion av skiktet mellan fickorna och öka förbrukningen av smörjning. Följaktligen, på grund av inbromsning från dessa delar av ytan, släcks tröghetskrafterna helt och det accelererade smörjmedelsflödet i fickorna bibehåller inte den extra hastighet som erhölls i den föregående fickan till nästa ficka. Därför, när de upptar det användbara området på arbetsytan där tryck genereras, minskar sådana fickor vid höga specifika belastningar ökningen av trycket i skiktet och minskar dess minsta tjocklek. Syftet med uppfinningen är att öka bärförmågan, minska energiförbrukningen och slitage på lager. Detta mål uppnås genom att det, som i prototypen, på en av arbetsytorna som bildar det hydrodynamiska smörjskiktet finns oljefickor som inte kommunicerar med varandra. Men dessutom, enligt uppfinningen, är alla fickor placerade endast delvis eller genom hela området av skiktet, där trycket längs skiktets längd ökar, och fickorna, med början med tillförselfickan från vilken smörjmedlet kommer in skiktet, är separerade från varandra längs skiktets längd endast av skiljeväggar som har spetsiga toppar som slutar med tätningskanter. Dessutom är storleken på fickorna enligt uppfinningen större i skiktets bredd än i längden. Dessutom finns det luckor mellan fickorna längs lagrets bredd. Avstånden längs skiktets bredd från kanten av arbetsytan till fickorna ökar längs skiktets längd. Storleken på fickorna längs lagrets längd och tätningskantens djup ökar ju närmare fickan är mataren. Smörjmedelslagret i fickorna intill åsen, med start från tillförselfickan, utan att uppleva mycket bromsning från den stationära arbetsytan, accelereras av den rörliga arbetsytan och får ytterligare hastigheter genom hela dess tjocklek. Därefter faller detta skikt in i tätningsgapet mellan fickorna (mellan skiljeväggens tätningskant och den andra arbetsytan). På grund av den korta längden av detta gap passerar smörjmedelsflödet genom det en bana som är kortare än längden på inloppssektionen, och tröghetskrafterna i skiktet är mest betydande just i den inledande delen av denna sektion, och övervinner friktionskrafterna från kanten på tätningsväggen och tryckfallet mellan fickorna längs denna korta väg, bidrar väsentligt till att till nästa ficka bibehålla de värden på ytterligare hastigheter längs lagertjockleken som förvärvades i den föregående fickan. Detta säkerställer en ökning av smörjmedelsförbrukningen i lagret. På grund av det faktum att, i likhet med en avsmalnande kil, tjockleken på tätningsslitsarna vid utloppet av fickorna är mindre än vid inloppet, skapar ökade smörjmedelskostnader vid samma lagertjocklekar ökat tryck i den och vid samma belastning på lagret ökar de tjockleken på lagret. Följaktligen, allt annat lika, i smörjskiktet i ett lager enligt uppfinningen, kommer den genomsnittliga smörjmedelshastigheten, dess flödeshastighet och den minsta tjockleken på smörjskiktet (eller trycket) att vara större än i Reynolds-Mitchell-skiktet och i prototyplagret. Eftersom storleken på fickan längs lagrets längd är vald att inte vara mer än vad som krävs för att återställa i fickan en del av den förlorade flödeshastigheten för att övervinna motståndet på vägen mellan fickorna i tätningsspalten, fickor längs med skiktets längd kommer att vara optimalt stora, vilket säkerställer upprepad (flerstegs) användning av tröghetskrafter för att öka smörjhastigheten i skiktet. I det område av skiktet där trycket inte ökar (når ett maximum eller minskar), på grund av frånvaron av fickor där, saktar den stationära ytan ner smörjmedelsflödet så mycket som möjligt, vilket krävs för att minska trycket släppa. Dessutom, att placera fickorna utanför zonen med maximalt slitage, vilket inträffar vid punkten med minsta skikttjocklek, minskar slitaget på de tunna topparna av skiljeväggarna mellan fickorna avsevärt. Ytorna på arbetsytan mellan fickorna och vid skiktets kanter i det område där fickorna är placerade fungerar huvudsakligen som tätningar som minskar sidoläckage, och tryckbildningen i skiktet säkerställs när smörjmedelsflödet passerar genom täta slitsar från en ficka till en annan. En fördjupning av tätningskanterna i förhållande till arbetsytans nivå gör det därför möjligt att bilda olika lagertjocklekar i tätningsslitsarna och vid arbetsytorna och skapa deras optimala värden både för att minska sidoläckage och för att öka smörjmedelsförbrukningen. Att dessutom säkerställa att arbetsytans bredd vid kanterna av lagret ökar när trycket ökar längs dess längd minskar sidoläckaget. Som ett resultat av den allmänna påverkan av dessa designfaktorer ökar den minsta tjockleken på smörjskiktet med mer än 2 gånger. Följaktligen minskar värmegenereringen (energiförbrukningen) med samma mängd och lagrets bärförmåga ökar med mer än 4 gånger, och dess slitage minskar också. I fig. Figur 1 visar en isometrisk vy av en stödlagerbussning med arbetsytor i utrymmena som separerar fickorna längs med skiktets bredd. I fig. 2 visar ett tvärsnitt av hylsan visad i FIG. 1, och axelsektionen. I fig. Figur 3 visar ett tvärsnitt längs Reynolds-Mitchells smörjskikts längd och fördelningen av smörjhastigheter över skiktets tjocklek. I fig. Figur 4 visar ett tvärsnitt längs längden av smörjskiktet i ett lager enligt uppfinningen och fördelningen av hastigheter i det längs skiktets tjocklek. I fig. Figur 5 visar en planvy av en axiallagerdyna med variabel bredd på arbetsytan vid kanterna av skiktet i området där fickorna är placerade. I fig. 6 visar ett snitt längs A-A av kudden i FIG. 5. I FIG. 7 visar ett snitt längs B-B av kudden i FIG. 5. I FIG. 8 visar ett snitt längs A-A av bussningen i FIG. 2. På bilden som visas i FIG. 1 och 2 av bussningen 1 av stödlagret visar: fickor 2, arbetsytan 3 av bussningen, placerad i det område där det inte finns några fickor, skiljeväggar 4 mellan fickorna och sektionerna av arbetsytan 5 och 6, placerade respektive längs kanterna på bussningen och mellan fickorna längs bussningens bredd, tätningskanter 7, gjorda på de spetsiga topparna av skiljeväggarna 4 och som har en trubbig eller avrundad storlek 8, storleken på fickorna längs bredden på skiktet är större än längden och större än storleken längs bredden av skiktet av arbetsytsektionerna i utrymmena mellan fickorna. I tvärsnittet som visas i FIG. 2, dessutom visat: en axel 9, roterande med en periferihastighet av 10 och med en arbetsyta 11, som tillsammans med hylsans 1 inre ytor bildar delar av smörjskiktet 12 respektive 13 i området där fickorna 2 är placerade och utanför den, samt en tillförselficka 14. Diagram 15 visar även tryckfördelningen i smörjskiktet längs dess längd, vinkel 16 är den centrala vinkeln mellan läget för det maximala trycket i smörjskiktet och skiljeväggen vid tillförseln fickan, och vinkeln 17 är den centrala vinkeln inom vilken fickorna är placerade. I fig. Fig. 3 visar ett tvärsnitt längs längden av Reynolds-Mitchell-smörjskiktet bildat mellan den stationära arbetsytan 18 på tryckdynan och arbetsytan 11 på axiallagret som rör sig med hastighet 10. Ett tryck bildas i lagret, vars fördelningsdiagram 19 liknar diagrammet i det bärande lagret utan fickor. Fram till punkt 20 i diagram 19 ökar trycket och minskar sedan. Framför skiktet, i utrymmet 22 mellan tryckdynorna (eller i stödlagrets tillförselficka), varifrån smörjmedlet tillförs skiktet, längs en flödestjocklek lika med den maximala tjockleken 23 av smörjmedelsskiktet hastighetsfördelningsdiagrammet 24 har en rektangulär eller nära formen. I skiktet, efter att ha passerat dess inloppssektion 25, får flödet en ganska jämn (långsamt växlande längs skiktets längd) hastighetsfördelning över skiktets tjocklek, såsom visas i diagram 26. Denna ändring av diagrammets form i inloppssektionen (från 24 till 26) uppstår på grund av flödesretardation stationär arbetsyta 18, vilket ändrar diagrammet till en triangulär form 27, och på grund av att bromsa trycket som genereras i lagret, vilket dessutom ändrar diagrammet till formen av en konkav triangel 26. Som framgår av att jämföra diagram 24 och 26 är arean av diagram 24, och därför flödeshastighetssmörjmedlet innan det går in i lagret, mer än 2 gånger arean av diagram 26 och smörjmedelsförbrukningen i lagret. Följaktligen kommer inte hela smörjmedelsflödet med en tjocklek av 23 in i skiktet, utan det mesta av dess flödeshastighet, motsvarande skillnaden i områdena i hastighetsdiagrammen 23 och 26, stannar kvar i tillförselfickan och förs bort av virveln. 21 cirkulerar där, när flödet rör sig i skiktet, får formen på dess hastighetsdiagram, som långsamt ändras, en triangulär form 28 på den plats där trycket når ett maximum, och sedan i området för tryckfall i. skiktet - formen av en konvex triangel 29, på grund av det faktum att trycket där accelererar flödet. Om vi inte tar hänsyn till flödet i skiktet längs dess bredd (laterala läckor), så är alla områden i diagram 26, 28, 29 och motsvarande smörjmedelskostnader lika. I prototypens smörjande lager (i ett lager med fickor), när flödet kommer in i lagret från varje ficka, sker en process liknande den som diskuterats ovan när man kommer in i smörjlagret från tillförselfickan. Där, innan man går in i smörjskiktet, är hastighetsfördelningen densamma som i tillförselfickan, motsvarande diagram 24, och i skiktet mellan fickorna, eftersom längden på detta skikt är större än längden på inloppssektionen, en hastighetsfördelningen upprättas motsvarande diagram 26. I prototypen, I alla fickor, kommer det mesta av smörjmedlet i flödet intill åsen med en tjocklek lika med tjockleken på lagret inte heller in i det, utan virvlar och förblir i fickorna. Nackdelen med lager som arbetar enligt Reynolds-Mitchell-principen, inklusive prototyplagren, är att friktionskrafterna som verkar från den stationära arbetsytan i skiktets område, där trycket längs dess längd ökar, kontinuerligt saktar ner smörjmedel när det rör sig i lagret. Detta förhindrar att smörjmedlet kommer in i lagret, d.v.s. minskar hastigheten och förbrukningen av smörjmedel i lagret, vilket i sin tur minskar den minsta tjockleken på smörjmedelslagret, ökar dess temperatur och minskar lagrets bärförmåga. Det är omöjligt att öka kilvinkeln (oljegapstorleken) för att minska den indikerade bromsningen, eftersom varje ökning av det leder till en ökning av lateralt läckage av smörjmedel från skiktet, och en ökning över en viss storlek leder till och med till förekomsten av en omvänd rörelse av smörjmedel vid en stationär arbetsyta i riktning mot tillförselfickan. När det gäller området på lagret där trycket inte ökar (det har nått ett maximum eller faller), då är bromsning från sidan av en stationär arbetsyta användbart, eftersom det minskar inte bara laterala utan även ändläckor och förhindrar att smörjmedlet transporteras bort från lagret av arbetsytan. I fig. 4 i ett utvidgat snitt av smörjskiktet hos stödlagret enligt uppfinningen, visat i Fig. 1 och Fig. Fig. 2 (följande gäller även för axiallagret), visar: bussning 1 av axiallagret, icke-kommunicerande fickor 2, vilka är belägna endast i del 12 av skiktområdet, där trycket längs skiktets längd ökar . Dessutom är dessa fickor, som börjar med tillförselfickan 14, från vilken smörjmedlet tillförs skiktet, separerade från varandra längs skiktets längd, inte av sektioner av arbetsytan som hindrar smörjmedlet, utan endast av skiljeväggar 4, med spetsiga toppar, som slutar med tätningskanter 7, gjorda i jämnhöjd med arbetsytan 5 eller försänkta i förhållande till denna nivå med en mängd av 30 så att vid smörjmedelsinloppet i fickan, tjockleken på gapet mellan tätningskanten 7 och den andra arbetsytan 11 är större än denna tjocklek vid utgången från fickan. Storleken på oljefickorna 31 och 32 längs skiktets längd får inte vara mindre än det värde vid vilket flödet som kommer in i fickan från gapet mellan tätningskanten och den andra arbetsytan 11, efter att ha passerat fickan, får en medelhastighet större än 2/3 av hastigheten för den rörliga arbetsytan. Detta motsvarar diagram 34. Tätningskanterna har trubbning eller avrundning av storlek 8, vilket säkerställer minimal flödesretardation på grund av att denna storlek är minimal, inte mer än 2 mm och mindre än det värde vid vilket medelflödet över skikttjockleken i slitsen minskar vid utgången från den till ett värde som inte är mindre än 1/2 hastigheten på den rörliga arbetsytan. Detta motsvarar diagram 33. Storleken på fickorna längs lagrets längd (avståndet mellan tätningsväggarna) ökar från värde 31 till värde 32 vid förrådsfickan. Ju närmare fickan är mataren, desto närmare fickan är mataren, desto större är tätningskantens djup. Det visar också: arbetsytan 3 på bussningen, belägen i området för det 13:e lagret, där det inte finns några fickor; plan 6 som förbinder tätningskanterna och visar konturen av det laminära huvudflödet; arbetsytorna 5, som är belägna längs kanterna på hylsan och mellan fickorna längs hylsens bredd, kan sammanfalla med planet 5, såsom visas i fig. 1 och fig. 2; axeln 9, som roterar med en periferihastighet av 10 och har en arbetsyta 11, som bildar delar av smörjskiktet 12 och 13 med hylsan 1:s insidor. Diagram 15 över tryckfördelningen i smörjskiktet längs dess längd visas även visat, där det maximala trycket är beläget vid en punkt specificerad av vinkeln 16. Smörjskiktet hos ett axiallager enligt uppfinningen skulle ha ett liknande utseende. Om fickor med sådana skiljeväggar placeras i området 13, där trycket sjunker, kommer detta också att minska flödeshämningen, men kommer att bidra till överföringen av smörjmedel från lagret, och detta är inte tillrådligt. Därför bör fickor endast placeras i det område av lagret där trycket ökar längs dess längd. Anordningen enligt uppfinningen fungerar enligt följande. Smörjmedlet i tillförselfickan, som i Reynolds-Mitchell-skiktet som diskuterats ovan, accelereras av den rörliga arbetsytan 11 och det intilliggande flödet av tjocklek 23, lika med den maximala tjockleken av smörjmedelsskiktet, får ytterligare hastigheter, som visas i diagram 24. I detta fall sker processen att överföra kinetisk smörjenergi från åsen med maximal effektivitet, eftersom skiktet genom hela sin tjocklek 23 får den maximala möjliga hastigheten (hastigheten på den rörliga ytan). Därefter kommer detta flöde in i området 12 (där fickorna är belägna) av smörjmedelsskiktet, vilket enligt uppfinningen är ett kilgap mellan ytan 11 och ytan 5, samt plan 6. Därefter kommer smörjmedlet in i fickorna 2 och sedan in i lagret av område 13, där fickorna saknas. I området 12 kommer flödet först in i spalten mellan tätningskanten 7 på den första skiljeväggen och arbetsytan 11 (gapet mellan fickorna). På grund av inverkan av denna kant, trots sin lilla friktionsyta (litet värde 8 av dess trubbighet eller avrundning), samt på grund av tryckskillnaden mellan den första fickan 2 och tillförselfickan 4, ändras flödeshastigheterna i en sådan sätt att diagrammet 24 över dessa hastigheter före tätningskanten omvandlas till diagram 33 bakom tätningskanten. Som framgår av en jämförelse av dessa diagram ger i anordningen enligt uppfinningen även den stationära delen av lagret (bussning eller tryckplatta) ett visst motstånd mot flödet, men detta motstånd, som framgår av en jämförelse i diagram 33 i fig. 4 och diagram 26 i fig. 3, är betydligt mindre än motståndet som en stationär del i Reynolds-Mitchell-skiktet och i prototypskiktet ger flödet, eftersom arean av det första diagrammet vid samma hastighet 10 av den rörliga arbetsytan 11 är signifikant större än arean av det andra diagrammet. Följaktligen är förbrukningen av smörjmedel som införs från tillförselfickan 4 i lagret av lagret enligt uppfinningen betydligt (mer än två gånger) större än för Reynolds-Mitchell-lagret och prototypen. Även om inte hela flödet av smörjmedel kommer in i skiktet från tillförselfickan, och en del av det, motsvarande skillnaden i områdena i hastighetsdiagrammen 24 och 33, förblir i tillförselfickan som en del av virveln 21. Vidare, i den första fickan liknar flödet det i tillförselfickan, accelererar och längs med flödets tjocklek (tjocklek mellan plan 6 och yta 11) tar hastighetsdiagrammet formen 34 framför den andra skiljeväggen inte en komplett rektangel, som formen på diagram 24, på grund av den kortare längden och djupet på fickorna 2 än den på förrådsfickan. Dessa fickdimensioner och särskilt dess längd måste vara optimala så att antalet fickor inte är särskilt litet. men också så att flödeshastighetsdiagrammet 34 i fickan erhåller tillräcklig fullständighet för att ackumulera kinetisk energi för att övervinna motståndet i nästa gap mellan fickorna utan en stor flödesförlust. Denna förlust inträffar fortfarande och motsvarar skillnaden i områdena av hastighetsdiagrammen på båda sidor om tätningsspalten. Smörjmedlet som inte kommer in i tätningsslitsen stannar kvar i fickan och cirkulerar där som en del av en virvel, liknande virvel 21 i tillförselfickan. Ökningen av trycket i fickorna 2 uppstår på grund av att gapet mellan tätningskanten 7 och arbetsytan (tjockleken på tätningsspalten) vid fickornas utlopp är mindre än vid inloppet. Ökningen av förbrukningen av smörjmedel som introduceras av den rörliga ytan, och därför ökningen av trycket i skiktet enligt uppfinningen jämfört med Reynolds-Mitchell-skikten och prototypen, uppstår huvudsakligen av två skäl: för det första, storleken 7 av avtrubbningen eller avrundningen av tätningskanten är betydligt mindre än längden på inloppssektionen, därför kommer det hydrauliska motståndet i tätningsgapet mellan fickorna att vara mindre så att flödeshastighetsdiagrammet ännu inte kommer att få en stabil form liknande den 26 i fig. 3, och tröghetskrafter hjälper till att övervinna motståndet i detta tätningsgap; för det andra är dimensionerna på fickorna längs med skiktens 31 och 32 längd gjorda så att flödet, när det rör sig i varje ficka, hinner få ökade hastigheter längs hela tjockleken av det specificerade gapet för att övervinna dess motstånd med maximalt smörjmedelsförbrukning, men dessa dimensioner bör också vara så små som möjligt för att öka antalet fickor så att processen att accelerera flödet i fickorna upprepas mer i hela lagret där trycket ökar. Den övervägda principen för att skapa tryck i smörjskiktet enligt uppfinningen liknar principen att skapa tryck i en roterande turbomaskin: där, i varje steg, överförs kinetisk energi till arbetsvätskan av en rörlig rotor, och sedan, i en stationär ledskovel, denna energi omvandlas till tryckenergi. I likhet med denna process, i smörjskiktet enligt uppfinningen, i varje ficka längs dess längd, överförs kinetisk energi till smörjmedelsflödet av den rörliga arbetsytan, och sedan, i tätningsspalterna mellan fickorna, är denna kinetiska energi omvandlas till tryckenergi i nästa ficka, eftersom det i detta gap finns tröghetskrafter som flyter och hydrodynamiska friktionskrafter från den rörliga ytan verkar mot tryckkrafter motsvarande tryckskillnaden mellan fickorna. Områden 5 av arbetsytan mellan fickorna och vid kanterna av skiktet tjänar huvudsakligen som tätningar som minskar laterala läckor bildningen av tryck i skiktet säkerställs av skillnaden i tjockleken på tätningsslitsarna vid inloppet och utloppet av; fickorna. En fördjupning av tätningskanterna i förhållande till arbetsytans nivå gör det därför möjligt att bilda olika lagertjocklekar i tätningsslitsarna och vid arbetsytorna och skapa deras optimala värden både för att minska sidoläckage och för att öka smörjmedelsförbrukningen. Av detta skäl anses tjockleken på smörjskiktet mellan ytorna 5 och 11 vara minimal, mindre med 30 än tjockleken på tätningsslitsarna. Denna designåtgärd minskar sidoläckage samtidigt som den ökar mängden smörjmedel som bärs av den rörliga arbetsytan. I det område av skiktet där trycket inte ökar (når ett maximum eller minskar), på grund av frånvaron av fickor där, saktar den stationära ytan ner smörjmedelsflödet så mycket som möjligt, vilket krävs för att minska trycket släppa. Dessutom minskar placeringen av fickorna utanför zonen med maximalt slitage, som inträffar vid punkten med minsta skikttjocklek, avsevärt nötningen av de tunna tätningsväggarna mellan dem. I fickområdet kan arbetsytans bredd vid skiktets kanter öka längs skiktets längd när trycket i skiktet ökar, vilket ytterligare minskar sidoläckage. I fig. Figur 5 visar i plan en axiallagerdyna, i vilken, i området där fickorna är belägna, bredden på arbetsytan vid skiktets kanter ökar längs skiktets längd. I fig. 6 och fig. Figur 7 visar tvärsnitt av denna kudde längs AA respektive BB. Dessa figurer visar: området 12 där fickorna 2 är belägna; område 13 vid utgången från lagret, där det inte finns några fickor; diagram 15 över tryckfördelning längs skiktets längd; de minsta 35 och största 36 dimensionerna av arbetsytans bredd vid skiktets kanter; de minsta 37 och största 38 fickstorlekarna längs lagerlängden (ficklängd); fickstorlek 39 över skiktets bredd (fickans bredd), diagram 40 över tryckfördelningen över skiktets bredd. I fig. Figur 8 visar ett snitt längs AA (fig. 2) längs stödlagerbussningens bredd, i vilken, förutom sektioner av arbetsytan vid skiktets kanter, med storleken 41, fickor 2 är separerade från varandra längs skiktets bredd genom sektioner av arbetsytan, med storleken 42. Diagrammet visas även där 43 tryckfördelningar över skiktets bredd. Anordningen enligt uppfinningen, visad i FIG. 5-8 fungerar som visas i FIG. 4. Utöver ovanstående bör det noteras att en ökning av arbetsytans bredd längs skiktets längd vid dess kanter från storlek 35 till storlek 36 (fig. 5) minskar mängden läckage från skiktet, eftersom en större bredd skapas vid den punkt då större tryck uppträder (se diagram 15 i fig. 6). Dessutom ger en ökning av storleken på fickorna längs lagrets längd från värde 37 till värde 38 (fig. 6) vid tillförselfickan optimala förutsättningar för att återställa flödeshastigheter i fickorna, reducerade i tätningsslitsarna vid ingången till fickorna, eftersom ju större slitsens tjocklek (tjockare flöde införs i fickan), desto större avstånd mellan tätningsslitsarna krävs för att återställa flödeshastigheter. Från detta tillstånd, och även med hänsyn till de faktiska dimensionerna av tjockleken på tätningsslitsarna och möjligheten att bilda ett större antal fickor, dimensionerna på fickorna 39 (fig. 7 och fig. 8) i bredden av lagret bör vara längre än i längd. När det gäller förhållandet mellan storlekarna 39 (fig. 8) på fickorna och storlekarna 42 på sektionerna av arbetsytan i utrymmena mellan fickorna, med tanke på att dessa sektioner endast är avsedda att minska flödet av smörjmedel över bredden av lager från ficka till ficka, dimensioner 32 bör vara mindre storlekar 39. Som ett resultat av den allmänna påverkan av de angivna designfaktorerna ökar den minsta tjockleken på smörjmedelslagret med mer än 2 gånger. Följaktligen minskar värmegenereringen (energiförbrukningen) med samma mängd och lagrets bärförmåga ökar med mer än 4 gånger, och dess slitage minskar också.
Innehållet i artikeln
LAGER, en strukturell enhet av maskiner och mekanismer som stöder eller styr en roterande axel eller axel. Om axeltappen i lagret glider direkt på stödytan, så kallas det glidlager. Om det finns kulor eller rullar mellan axeltappen och stödytan, så kallas ett sådant lager ett rullningslager. Syftet med ett lager är att minska friktionen mellan rörliga och stationära delar av en maskin, eftersom friktion är förknippat med energiförlust, värme och slitage.
Glidande lager.
Ett glidlager är ett massivt metallstöd med ett cylindriskt hål i vilket en bussning, eller foder, tillverkad av antifriktionsmaterial sätts in. Axelns hals, eller axeltapp, passar in i hålet i lagerhylsan med ett litet gap. För att minska friktion och slitage, smörjs lagret vanligtvis så att axeln skiljs från bussningen av en film av trögflytande oljig vätska. Prestandaegenskaperna hos ett glidlager bestäms av dess dimensioner (längd och diameter), såväl som smörjmedlets viskositet och axelns rotationshastighet.
Smörjning.
För att smörja ett glidlager kan du använda vilken som helst tillräckligt viskös vätska - olja, vatten, bensin och fotogen, vatten och oljeemulsioner, och i vissa fall även gaser (till exempel uppvärmd luft och förbränningsprodukter i jetmotorer) och flytande metaller. Plast och fasta (”fett”) smörjmedel används också, men deras smörjande egenskaper skiljer sig från vätskor och gaser. I de fall där den naturliga cirkulationen av smörjmedel i lagret inte räcker för att kyla det, tillhandahålls ett forcerat cirkulationssystem med värmeavgivande radiatorer och kylflänsar.
Hydrostatiska lager.
Ett glidlager i vilket smörjmedel tillförs under tryck (vanligtvis av en oljepump) från en extern källa kallas ett hydrostatiskt lager. Bärförmågan hos ett sådant lager bestäms huvudsakligen av trycket från det tillförda smörjmedlet och beror inte på axelns periferihastighet.
Hydrodynamiska lager.
Ett glidlager som körs med smörjmedel kan ses som en pump. För att flytta ett visköst medium från ett område med lågt tryck till ett område med högt tryck, är det nödvändigt att förbruka energi från en extern källa. Smörjmedlet som fäster på kontaktytorna, när axeln roterar, motstår fullständig nötning och pressas in i det område där trycket ökar, varigenom ett gap mellan dessa ytor upprätthålls. Ett glidlager, där ett område med ökat tryck skapas på det beskrivna sättet för att hålla belastningen, kallas hydrodynamiskt.
Rullningslager.
I ett rullningslager ersätts glidfriktion med rullfriktion, vilket minskar energiförlusterna på grund av friktion och minskar slitaget.
Kullager.
Det vanligaste rullagret är kullagret. Formen på spåren (löparbanorna) på de inre och yttre ringarna i ett rullningslager måste kontrolleras mycket noggrant under tillverkningen så att det å ena sidan inte sker någon glidning av kulorna i förhållande till ringen, och å andra sidan hand har de en tillräckligt stor stödyta. Separatorn ställer in kulornas exakta position och förhindrar deras inbördes friktion. Förutom enradiga kullager tillverkas lager med två och flera kulrader (dubbelrad, flerradig), samt lager av annan utformning.
Rulllager.
I rullager är de rullande elementen rullar - cylindriska, tunnformade, koniska, nål eller vridna. Rulllagerkonstruktioner varierar också.
Smörjning.
Livslängden för ett rullningslager bestäms av utmattningsslitaget på kulorna (rullarna) och löpbanorna i ringarna. Sådana lager kräver också smörjning för att minska friktion och slitage. Driftstemperaturen är viktig, eftersom vid förhöjda temperaturer inte bara den ojämna termiska expansionen av lagerelementen påverkas, vilket leder till ökad glidning och följaktligen slitage, utan även hårdheten hos lagermaterialen minskar.
Lagermaterial.
Glidlager är tillverkade av olika metaller, legeringar, plaster, kompositer och andra material. Under lång tid var det huvudsakliga lagermaterialet Babbitt, patenterat av A. Babbitt 1839. Denna legering baserad på tenn eller bly med små tillsatser av antimon, koppar, nickel etc. möjliggör ett antal sammansättningsalternativ, som skiljer sig i komponenternas relativa innehåll. Babbitt-legeringar har liksom blivit en standard för att utvärdera andra lagermaterial, inklusive kombinationer av material som har visat sig väl individuellt: Babbitt och stål; babbitt, stål och brons; bly med indium; silver och stål; grafit och brons. Bland plastmaterialen för glidlager utmärker sig nylon och teflon, som inte kräver smörjning. Kolgrafiter, metallkeramik och kompositer används också som material för hylslager.
Bruksmodellen avser enheter och maskindelar som säkerställer normal drift av maskiner och installationer, nämligen glidlager för roterande rörelse. Den patentsökta anordningen kan användas i spindelstöd på slipmaskiner. Det tekniska problemet som ska lösas av den patentsökta anordningen är att öka tillverkningsbarheten av ett hydrodynamiskt lager genom att förenkla systemet för justering av monteringsgapet mellan lagret och maskinspindelaxeln. Detta problem löses på grund av det faktum att det hydrodynamiska lagret som är monterat på maskinspindelaxeln innehåller två stödringar förbundna med stift med en packning installerad mellan dem och tre självinriktande stödfoder, som var och en innehåller ett sfäriskt stöd. I detta fall finns det på var och en av stödringarna på sidan av deras anslutning en ringformig avfasning, och var och en av de tre självinriktande stödfodren innehåller ett halvsfäriskt spår. Det tekniska resultatet som tillhandahålls av den specificerade uppsättningen funktioner är en ökning av tillverkningsbarheten av det hydrodynamiska lagret, på grund av egenskaperna hos den föreslagna designen av självinriktande foder och förenkling av justering av gapet mellan stödringarna, genom att välja tjockleken på packningen.
Bruksmodellen avser enheter och maskindelar som säkerställer normal drift av maskiner och installationer, nämligen glidlager för roterande rörelse. Den patentsökta anordningen kan användas i spindelstöd på slipmaskiner.
Utformningen av ett rullager är känd från känd teknik (AS SU 1557382, IPC F16C ZZ/38, publ. 15 april 1990, Bulletin 14), innehållande inre och yttre ringar, rullkroppar placerade mellan dem och en separator som skiljer dem åt i form av ändbrickor med utsprång. Det fria utrymmet mellan ringarna är fyllt med fast smörjmedel mot friktion.
En nackdel med den kända utformningen av ett rullager är dess låga arbetshastighet.
Ett hydrodynamiskt radiellt segmentglidlager är känt (AS 1516640, IPC F16C 17/24, publ. 10/23/89, Bulletin 39), innehållande självinriktande segment monterade på stödelement, förenade i en sluten slinga av elastiska element som är stelt förbundna till dem, och även ett lastövervaknings- och kontrollsystem, inklusive en sensor och en förstärkare ansluten till den.
En nackdel med den hydrodynamiska lagerkonstruktionen är komplexiteten i dess funktion på grund av behovet av att manuellt justera installationsgapet för var och en av fodren. Dessutom har det kända hydrodynamiska lagret låg tillverkningsbarhet på grund av närvaron av komplexa automationselement i dess design.
Det tekniska problemet som ska lösas av den patentsökta anordningen är att öka tillverkningsbarheten av ett hydrodynamiskt lager genom att förenkla systemet för justering av monteringsgapet mellan lagret och maskinspindelaxeln.
Detta problem löses på grund av det faktum att det hydrodynamiska lagret som är monterat på maskinspindelaxeln innehåller två stödringar förbundna med stift med en packning installerad mellan dem och tre självinställande foder, som var och en innehåller ett sfäriskt stöd. I det här fallet finns det på var och en av stödringarna på sidan av deras anslutning en ringformig avfasning, och var och en av de tre självinriktande fodren innehåller ett halvsfäriskt spår.
Det tekniska resultatet som tillhandahålls av den specificerade uppsättningen funktioner är en ökning av tillverkningsbarheten av det hydrodynamiska lagret, på grund av egenskaperna hos den föreslagna designen av självinriktande foder och förenkling av justering av gapet mellan stödringarna, genom att välja tjockleken på packningen.
Bruksmodellen illustreras av ritningar, där i fig. 1 visar ett hydrodynamiskt lager, Fig. 2 - placering av de självinställande stödlagren och placeringen av det hydrodynamiska lagret på maskinspindeln.
Det hydrodynamiska lagret som är monterat på maskinspindelns axel innehåller två stödringar 1, förbundna med stift 2 med en packning 3 installerad mellan dem och tre självinställande foder 4, som var och en innehåller ett sfäriskt stöd 5. Dessutom, på var och en av stödringarna på sidan av deras anslutning finns en ringformig avfasning 6, och var och en av de tre självinriktande fodren innehåller ett halvsfäriskt spår 7.
I var och en av de tre självinriktande lagerskålarna 4 är radiespår gjorda till ett djup av h 1 respektive h 3, vilket är nödvändigt för att slipa de halvsfäriska spåren 7 och säkerställa korrekt installation av sfäriska lager 5 med en diameter av DC in i de självinställande lagren till ett djup av h 2 . Ett spår med radien R är gjort i stödringarna för att säkra de sfäriska stöden 5 och förhindra att de rör sig längs med avfasningarna i stödringarna 1.
Ett hål med en diameter på d 1 i de sfäriska lagren är utformat för att säkerställa deras fullständiga nedsänkning i oljeskiktet och för att eliminera ömsesidig friktion mellan ringarna och fodren. De sfäriska stöden är fixerade av två stödringar, vars ytterdiameter är D 1 och den inre diametern är D 2 . En packning 3 är installerad mellan stödringarna, som reglerar det diametrala gapet med en viss mängd. De ovan nämnda konstruktionselementen hos lagret är anslutna till en enda monteringsenhet med hjälp av stift 2, diameter D3 och längd L lika med lagrets bredd. Stiftarna är installerade i hålen, vars centrum är beläget på ett avstånd D Ш från mitten av lagret, och på ett avstånd t i tvärsnitt från kanten av den självinriktande linern (fig. 2).
Lagret är installerat på spindelaxeln 8, medan det erforderliga monteringsgapet bestämmer avståndet H från topppunkten på det sfäriska stödet till maskinspindelaxeln (fig. 1).
Vätskedynamiskt lager fungerar enligt följande.
Justera först det önskade diametrala gapet mellan stödringarna 1 genom att välja tjockleken på packningen 3.
Därefter justeras installationsgapet mellan spindelaxeln 8 och de självinriktande fodren 4. Justeringen utförs på en axel vars diameter är lika med spindelaxelns diameter. Med hjälp av packningen 3 mellan stödringarna 1, utförs en förskjutning, varvid de sfäriska stöden 5 flyttas upp eller ned, beroende på den erforderliga storleken på installationsgapet. Preliminär justering av monteringsspalten är nödvändig på grund av svårigheten att justera den direkt på maskinens spindelaxel.
Används i slipmaskiner.
Diagrammet visar ett hydrodynamiskt lager med flera kilar. F 1 , F 2 , F 3 – krafter från inverkan av oljekilar.
Flera kilgap skapas där den roterande axeln bär oljan. Den resulterande hydrodynamiska kraften uppstår F d , som tar extern belastning Fåt vilket håll som helst.
Kilgap skapas med skor som självjusterar under extern belastning.
1 - skor; 2 – stöder
Självinstallation av skorna uppnås genom att rotera dem på sfäriska stöd.
Beräkna längden på skon längs spindelaxeln, dess längd längs bågen och den maximala tillåtna belastningen på en sko.
Dessutom handlar beräkningen av hydrodynamiska lager till att bestämma lastkapaciteten F g lager och bestämning av lagerstyvhet.
,
Till– antal insatser.
,
Var
- styvhet hos smörjmedelsskiktet;
- styvhet hos strukturella element och gränssnitt.
Nackdelar med hydrodynamiska stöd: Ändring av spindelaxelns position när dess rotationshastighet ändras.
Hydrostatiska lager.
De ger hög rotationsnoggrannhet, har dämpningskapacitet, hög hållbarhet, hög belastningskapacitet vid valfri spindelhastighet.
Det finns axiella och radiella hydrostatiska lager.
Axiella hydrostatiska lager.
Pumpen pumpar olja under tryck, vilket fyller luckorna som visas i diagrammet. Det bildas ett oljeskikt som förhindrar kontakt med matchande ytor när spindeln inte fungerar.
Radiellt hydrostatiskt lager.
Runt omkretsen finns hålrum - fickor, in i vilka olja från pumpen tillförs genom choker. Vid applicering av extern belastning F axeln är i ett förskjutet läge: h 1 > h 2 . Detta leder till en ökning av trycket i vissa fickor och en minskning i motsatta. Tryckskillnaden skapar en resulterande kraft som absorberar den yttre belastningen F.
Beräkningen av hydrostatiska lager handlar om att bestämma lastkapaciteten F Med, oljeskiktets hårdhet
,
oljeförbrukning och friktionsförluster.
,
Var e– relativ förskjutning av spindeln i stödet;
Δ – diametralt spelrum Δ =(0,0008÷0,001)∙ D(mm);
D– spindelhalsens diameter, 
l – avstånd mellan stöd;
R n– tryck som pumpas av pumpen.
- styvhet hos smörjmedelsskiktet.
[mm 3 /s] – oljeförbrukning.
Var μ – oljans dynamiska viskositet (1÷10)∙10 3 Pa 3 ∙s.
l 0 =0,1∙D– mått på byglarna som begränsar fickorna.
- friktionsförluster.
R T– friktionsförluster i arbetsgapet.
R Q– oljepumpningsförluster.
Nackdelar med hydrostatiska stöd: komplext utfodrings- och oljeinsamlingssystem.
Ansökan: spindlar på mycket precisa maskiner och tungt belastade maskiner med låga rotationshastigheter, där ett oljeskikt bildas på grund av den hydrodynamiska effekten.
Stöder med gassmörjning.
Konstruktionen liknar hydrostatiska lager, endast tryckluft under tryck används istället för olja R=0,3÷0,4 MPa.
Fördelar: låga friktionsförluster.
Fel: låg lastkapacitet.
Ansökan: små precisionsmaskiner.
Maskinmatningsdrift.
