Использование эксплуатационных материалов. Никифоров И.К. - 35 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

36
б - в начале вращения вала;
в - при вращении вала с высокой скоростью
В состоянии покоя вал опирается на вкладыш, между валом и подшипником
имеется только тончайшая масляная пленка, зазор в месте соприкосновения практически
равен 0, а масло находится в серповидных зазорах по обе стороны вала (см. рис.(6.1, б)).
Когда вал начинает вращаться, частицы масла приводятся в движение. Слои
масла, находящиеся на поверхности вала, и увлекают за собой прилегающие слои масла. В
узкую серповидную часть (по ходу вращения вала) нагнетается все большее количество
масла. Накапливающие в узкой части зазора слои масла создают гидродинамическое
давление, и под действием его вал начинает приподниматься (другими словами, вал
всплывает в подшипнике (см. рис.6.1, б), между валом и нижней частью подшипника
создается масляный клин.
При увеличении частоты вращения вала большее количество масла увлекается
вместе с валом. Гидродинамическое давление возрастает, что ведет к увеличению
толщины масляного слоя, самое большое давление возникает в нижней части вала. В
таком положении вал уже не касается поверхности подшипника, весь зазор заполнен
маслом (см. рис.6.1, в), трение между валом и вкладышем подшипника заменяется
трением между частицами масла. Минимальный зазор при этом несколько смещается от
вертикальной оси по ходу вращения вала. Образование масляного слоя возможно в том
случаи, когда возникающее гидродинамическое давление превышает удельные нагрузки,
действующие на вал.
Надежность масляного слоя, а следовательно, несущая способность подшипников
с повышением частоты вращения вала и вязкости масла уменьшается. Минимальную
толщину масляного слоя, обеспечивающую жидкостное трение, определяет по формуле
h=T]Ct)/Pm, (6.1)
где г| - динамическая вязкость масла, Н.с/м ;
с -коэффициент, зависящий от размеров подшипников;
ъ -скорость перемещения трущихся поверхностей, м/с;
Рт -удельное давление подшипника, Н/м .
Коэффициент жидкостного трения составляет 0,001-0,01, а минимальная толщина
масляного слоя при жидкостном трении для автотракторных двигателей равна 4-6 мкм.
В ряде случаев двигатель может кратковременно работать в неблагоприятных
условиях (резкое возрастание нагрузки, значительное снижение частоты вращения вала,
перегрев двигателя, чрезмерное понижение вязкости масла и др.), при которых
гидродинамический слой масла нарушается, и жидкостное трение переходит в граничное.
При этом между трущимися поверхностями остается очень тонкий слой масла.
Пленка масла на металлической поверхности прочно удерживается силами
межмолекулярного взаимодействия. Оно зависит от смазывающей способности масла и
физико-химических свойств поверхностей трения. Толщина слоя масла составляет 0,1-1,0
мкм. Коэффициент трения составляет 0,01-0,1.
Все смазочные масла обладают смачиваемостью, т.е. способностью растекаться
тонким слоем на поверхности металла. Эта способность зависит от внутренних сил
сцепления. В данном случае силы взаимодействия между металлом и частицами масла
больше силы ' молекулярного взаимодействия между частицами масла. Смазывающая
способность масла имеет очень важное значение во многих случаях эксплуатации
двигателей внутреннего сгорания: во время пуска двигателя, при прогреве двигателя.
Полужидкостной смазкой называют такой режим трения, когда наряду с
жидкостной имеет место и граничная смазка (например, при пуске и остановке двигателя,
неустановившейся нагрузке, резком изменении скоростей). Полужидкостное трение будет
наблюдаться при высоких удельных нагрузках и рабочих температурах, низкой вязкости
масла, нарушении геометрической деталей, недостаточном поступлении масла, попадании
в масло абразивных и механических примесей.