Гидродинамика и теплообмен в корпусе подшипника

Корпусные подшипники скольжения – востребованные в современной механике опоры, использующиеся там, где частота вращения вала имеет особенно высокие значения. Жидкая смазка, циркулирующая в корпусе такого узла, выполняет сразу две важнейшие задачи: смазывает элементы узла и обеспечивает отвод тепла. Какие процессы происходят при этом в замкнутом пространстве подшипникового корпуса? Гидродинамические процессы в корпусе подшипника скольжения Гидродинамическая теория смазки достаточно подробно описывает жидкостное трение в подшипниках скольжения. Используя исходные данные, можно без особого труда определить гидродинамические силы в клиновом зазоре детали, определить условия появления резонанса в потоке масла и, в итоге, найти критическую частоту для вращающегося вала. Многолетний опыт показал, что наибольшую эффективность показывают подшипники скольжения с сегментными вкладышами. Благодаря такому решению существенно снижается расход смазки, а также появляется возможность полноценной эксплуатации опоры при недостаточном ее уровне. Для создания жидкостного трения на вкладышах протачивают масляные каналы, а также используют сегментные конструкции с регулируемым поджатием элементов. В том случае, если изготавливается расточенные по рабочей поверхности вкладыши, контактирующие с потоком масла по радиусу вала, то конфигурацией поверхности можно пренебречь и рассматривать ее с точки зрения гидродинамических сил как опору с абсолютно гладкими вкладышами. Важным условиям при этом будет полноценное заполнение зазора жидкостью или, в наиболее экстремальном случае, наличие количества масла, способного обеспечить действие стабильного сектора клинового зазора хотя бы половины длины окружности подшипника. Расход масла в таких случаях рассчитывают как потери через боковые зазоры узла. Для снижения потерь жидкости на вкладышах создают специальные скосы. Их присутствие позволяет также снизить количество сегментов на вкладыше, а значит упростить конструкцию подшипника без потери его эффективности. При наличии скосов сегментов на вкладыше формула, по которой определяется толщина зазора возле самого тяжело нагруженного сегмента, выглядит следующим образом: ζ =hmin+ ρ⋅z⋅α/2π Здесь ρ – это созданный скосами перепад радиусов на воде и выходе, Z – число используемых сегментов вкладыша, а hmin – минимальное значение зазоров в нормальных рабочих режимах узла вращения. Но в таком случае возможно противодействие гидравлических давлений, которые при достаточно высоких частотах вращения будут оказывать друг на друга расположенные рядом сегменты. Это явление может существенно снижать поддерживающую силу, обеспечивающую компенсацию веса вала и действующей на него нагрузки. Для этого в подшипниках такого типа создают небольшой коаксиальный зазор между самими сегментами изделия и цапфой вала. Теплообмен в подшипниках корпусного типа Успешная работа подшипника скольжения, как, впрочем, и опоры любого другого типа, невозможна без эффективного отвода тепла. Наиболее популярным способом организации охлаждения считается обеспечение циркуляции жидкой смазки, которая при этом также смазывает и удаляет продукты износа из опоры. В системе циркуляционной смазки предусматривается теплообменник для снижения температуры жидкости, который может быть как пассивным, так и оборудованным дополнительными охлаждающими устройствами. Соблюдение расчетного расхода рабочей жидкости при циркуляции - непременное условие нормального теплообмена подшипника. Поэтому особое внимание уделяется фильтрации масла и контролю параметров системы. В узлах, где на опоре лежит особо высокая ответственность, устанавливают резервные насосы, начинающие подачу масла в корпус подшипника скольжения при выходе из строя основного агрегата.

Корпусные подшипники скольжения – востребованные в современной механике опоры, использующиеся там, где частота вращения вала имеет особенно высокие значения. Жидкая смазка, циркулирующая в корпусе такого узла, выполняет сразу две важнейшие задачи: смазывает элементы узла и обеспечивает отвод тепла. Какие процессы происходят при этом в замкнутом пространстве подшипникового корпуса?

Гидродинамические процессы в корпусе подшипника скольжения

Гидродинамическая теория смазки достаточно подробно описывает жидкостное трение в подшипниках скольжения. Используя исходные данные, можно без особого труда определить гидродинамические силы в клиновом зазоре детали, определить условия появления резонанса в потоке масла и, в итоге, найти критическую частоту для вращающегося вала.

Многолетний опыт показал, что наибольшую эффективность показывают подшипники скольжения с сегментными вкладышами. Благодаря такому решению существенно снижается расход смазки, а также появляется возможность полноценной эксплуатации опоры при недостаточном ее уровне. Для создания жидкостного трения на вкладышах протачивают масляные каналы, а также используют сегментные конструкции с регулируемым поджатием элементов.

В том случае, если изготавливается расточенные по рабочей поверхности вкладыши, контактирующие с потоком масла по радиусу вала, то конфигурацией поверхности можно пренебречь и рассматривать ее с точки зрения гидродинамических сил как опору с абсолютно гладкими вкладышами. Важным условиям при этом будет полноценное заполнение зазора жидкостью или, в наиболее экстремальном случае, наличие количества масла, способного обеспечить действие стабильного сектора клинового зазора хотя бы половины длины окружности подшипника.

Расход масла в таких случаях рассчитывают как потери через боковые зазоры узла. Для снижения потерь жидкости на вкладышах создают специальные скосы. Их присутствие позволяет также снизить количество сегментов на вкладыше, а значит упростить конструкцию подшипника без потери его эффективности. При наличии скосов сегментов на вкладыше формула, по которой определяется толщина зазора возле самого тяжело нагруженного сегмента, выглядит следующим образом:

ζ =hmin+ ρ⋅z⋅α/2π

Здесь ρ – это созданный скосами перепад радиусов на воде и выходе, Z – число используемых сегментов вкладыша, а hmin – минимальное значение зазоров в нормальных рабочих режимах узла вращения.

Но в таком случае возможно противодействие гидравлических давлений, которые при достаточно высоких частотах вращения будут оказывать друг на друга расположенные рядом сегменты. Это явление может существенно снижать поддерживающую силу, обеспечивающую компенсацию веса вала и действующей на него нагрузки. Для этого в подшипниках такого типа создают небольшой коаксиальный зазор между самими сегментами изделия и цапфой вала.

Теплообмен в подшипниках корпусного типа

Успешная работа подшипника скольжения, как, впрочем, и опоры любого другого типа, невозможна без эффективного отвода тепла. Наиболее популярным способом организации охлаждения считается обеспечение циркуляции жидкой смазки, которая при этом также смазывает и удаляет продукты износа из опоры. В системе циркуляционной смазки предусматривается теплообменник для снижения температуры жидкости, который может быть как пассивным, так и оборудованным дополнительными охлаждающими устройствами.

Соблюдение расчетного расхода рабочей жидкости при циркуляции - непременное условие нормального теплообмена подшипника. Поэтому особое внимание уделяется фильтрации масла и контролю параметров системы. В узлах, где на опоре лежит особо высокая ответственность, устанавливают резервные насосы, начинающие подачу масла в корпус подшипника скольжения при выходе из строя основного агрегата.

Вернуться к списку

Возможно, вам будет интересно:

  • Timken (Torrington)
  • Timken (Fafnir)
  • Timken
  • System Plast
  • Symmco
  • Spherco (RBC )
  • SNR (NTN)
  • Smith Company
  • SKF
  • Shuster Corporation
  • Sealmaster
  • Rollway
  • Rolek
  • RHP (NSK)
  • Rexnord
  • RBC
  • QA1 Precision Products
  • PEER
  • PCI Procal Inc
  • Osborn Load Runners
  • Oilite
  • Oiles America Corporation
  • NTN
  • NSK
  • Nice Ball (RBC )
  • MRC (SKF)
  • McGill
  • Link-Belt (Rexnord)
  • Koyo NRB
  • Koyo
  • Kilian (Altra)
  • Kaydon
  • Isostatic
  • INA (Schaeffler)
  • IKO International Inc
  • Heim (RBC )
  • General Corporation
  • Garlock (GGB)
  • FAG (Schaeffler)
  • Dodge (Baldor)
  • Dodge
  • Cleco
  • Bunting
  • Browning
  • Boston Gear (Altra)
  • Barden (Schaeffler)
  • Aurora Company
  • AMI
  • American Roller
  • 1st Source Products