Diplomne_ta_kursove_proektuvannya_UKR
.pdf
-частота оборотів вала n , об/хв
-середня температура масла, tср ,0С
-марка масла, що змащує.
Вибирається відносний радіальний зазор, проточки масла в підшипнику ψ = 0,01−0,005. Відносна довжина вкладиша підшипника /d і відносна ширина стінки холодильника a / . По марці масла з таблиці виберемо
параметри µ, н с/ м2 |
; ρ, кг/ м3 і теплоємність С p , Дж/ кг град. |
|||||
Окружна швидкість вала на діаметрі d дорівнює: U= |
πdn |
м / с . |
||||
|
|
|
|
60 |
|
|
Визначимо величину вантажопідйомності у вигляді: |
||||||
|
|
R ψ 2 |
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
µu |
|
χ , що впливає на |
||
І по графіку на рис |
. 12.6 визначимо величину |
|||||
величину випливання валу в підшипнику. Мінімальна величина |
||||||
випливу вала в цьому випадку дорівнює hmin =ψd |
(1− χ)10−3 мм ця |
|||||
|
2 |
|
|
|
||
величина повинна бути не менше, ніж в 1,5 рази більше найбільшої величини шорсткості поверхні вала й вкладиша.
Із графіка (див. рис. 12.7.) за значенням χ визначимо величину ψf ,
а потім і коефіцієнт тертя в нижньому вкладиші підшипника:
f = |
|
f |
ψ |
12.2. |
|
ψ |
|||||
|
|
|
|||
Коефіцієнт тертя в нижньому вкладиші підшипника визначається рівнянням:
f ' =1,5 µ u d |
12.3. |
ψ Ra
RA ψ
µ u
51
Рис. 12.6.
Потужність затрачувана на тертя в підшипниках визначається як:
∆Ntpon |
= ( f ' + f ) RA u 10−3 |
|
|
12.4. |
||||||||
Потужність тертя визначається також з рівняння: |
|
|||||||||||
Nтonp = |
|
|
π |
|
µ u2 |
d (1− |
2a) кВт |
12.5. |
||||
2 10−3 S |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
де S - радіальний зазор у підшипниках, м |
|
|||||||||||
µ - динамічна в'язкість, |
H.c |
м2 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
u – окружна швидкість обертання м/с |
|
|||||||||||
Витрати масла |
Q1 |
через нижній вкладиш визначається на мал. |
||||||||||
12.8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q1 = ( |
|
Q1 |
|
) ψ u d м |
3 |
/ с |
12.6. |
|||||
ψ u d |
|
|||||||||||
Витрати масла |
Q2 |
під дією надлишкового тиску, |
що подається |
|||||||||
у підшипник (Па) визначається за допомогою формули: |
|
|||||||||||
52
Q = |
Pс d |
S3 |
2 E + |
|
В |
м3 / с |
12.7. |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
2 |
48µ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
c |
|
||||||
Якщо в підшипник масло подається зверху необхідно використати |
|||||||||||||
рівняння: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
= |
Pc d |
S3 |
Д |
м3 / с |
12.8. |
||||||
2 |
48µ |
|
|
|
a |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
де S =ψ d , м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рc - надлишковий тиск масла в підшипнику, Па |
|
||||||||||||
а- ширина стінки, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Значення В, Е, Д визначається на рис. 12.9. |
|
||||||||||||
Загальні витрати масла в підшипнику: |
|
|
|
|
|||||||||
Q = Q +Q |
2 |
м3 |
/ с |
12.9. |
|||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Підігрів масла в підшипнику:
∆t = |
1000 Nтonp |
12.10. |
||
Cp |
ρ Q |
|||
|
||||
Рис. 12.7.
53
Рис. 12.8.
Е,В,Д
|
Рис. 12.9. |
|
|
Температура на вході в підшипник: |
|
||
tвх |
= tcp |
−0,5∆t |
12.11. |
Температура на виході: |
|
|
|
tвых |
= tcp |
+ 0,5∆t |
12.12. |
Вона не повинна бути вище 60 C .
54
12.2. Розрахунок завзятого підшипника
Рис.12.10.
Рис.12.11. Завзятий підшипник (розрахункова схема)
Вихідні дані (див. рис. 12.10 і 12.11)
-навантаження підшипника Р,Н
-діаметр завзятої щітки dуп
- висота бабітової колодки В = 0,35 dуп
-частота оборотів вала n об/хв
-кут вставки θ,град
55
- число колодок Z шт
- середня температура масла tcp C і його марка Відповідно до рис. 12.11. визначимо коефіцієнт K6 , а потім робочу поверхню однієї колодки: F = K6 (0.5dуп )2 м2
І середній питомий тиск: |
Pср = |
R |
|
F Ζ |
|||
|
|
Рис.12.12. Рис.12.13.
Рис.12.14. Рис.12.15
56
Рис.12.16. Рис. 12.17.
Рис. 12.13 ;12.14 ;12.15; 12.16; 12.17; дозволяють визначити коефіцієнти K1 , K2 , K3 , K4 , K5 .
Підвищення температури масла в зазорі підшипника:
∆t |
cp |
= |
42,7 |
P |
Па |
|
|||||
|
|
|
cp |
|
|
|
|
|
K1ρ Cp |
|
|
Мінімальний зазор:
hК = |
|
42,7 |
|
м |
|
ρ Ср ∆tcp |
|
||
min |
2 |
|
|
У реальних умовах величина зазору повинна бути на
більше прогину завзятого диска. Коефіцієнт тертя:
f |
= K4 |
|
42,7 µ n |
ρ Cp ∆tcp |
Потужність затрачувана на тертя в підшипнику:
12.14
12.15
0,01 10−3 м
12.16.
Nтр =10−3 Z K3 F n |
|
F n µ ρ Cpср ∆t |
|
Квт |
12.17. |
|
42,7 |
||||||
|
|
|
|
|
57
Витрата масла через колодки:
Q = z KK5 F n hmin м3 / с 12.18.
1
Температура масла на вході в підшипник і на виході із зазору:
|
|
tвх = tcp −0.5∆tcp |
|
12.19. |
|
|
tвыx = tcp +0.5∆tcp |
|
12.20. |
При цьому tвx |
не повинне бути нижче 350 С , а виходу – не більше |
|||
70 0 С |
.Потужність тертя в підп'ятнику може бути |
|
визначена по |
|
рівнянню: |
|
|
|
|
|
Nтр |
= π µ ω2 (R14 − R24 )+(R34 − R44 ) |
|
кВт 12.21. |
|
|
2h 1000 |
|
|
де |
ω -кутова швидкість обертання вала, C −1 ; |
|
|
|
|
h - осьовий зазор у підшипнику ,м , не більше 0,2 10−3 м |
|||
13. Розрахунок торцевого ущільнювача
Рис.13.1. Сальник холодильного відцентрового компресора
58
Рис.13.2. Схема торцевого ущільнення відцентрового компресора
На рис. 13.1. наведена конструкція сальника вала холодильного відцентрового компресора. У передню 5 і задню 4 кришки встановлені втулки 3, що ущільнюють по зовнішньому діаметрі гумовими кільцями 2. На вихідному кінці вала між втулками 3 розташоване обертове кільце 7, гумове кільце 6 яке створює ущільнення по валу. Між кільцем 7 і втулками 3 установлені графітові кільця 1 , що ущільнюють втулки 3 по торцях. У міру зношування торцевих поверхонь кілець 1 герметичність ущільнення не порушується внаслідок дії пружин, розташованих на стяжних болтах втулок 3.
На рис. 13.2. представлена розрахункова схема торцевого ущільнення відцентрового компресора
Вихідні дані:
Середній діаметр сальникового ущільнювача dcp, м
Розмір графітового кільця в , м
Величина питомого тиску на кільце q приймається в залежному від використовуваного матеріалу (див. табл.13.1.)
59
Питомий тиск на кільце, q
|
|
|
|
|
Таблиця 13.1. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Питомий |
тиск |
||
|
|
Матеріал |
|
qПа10−5 |
|
|
|
|
|
Углеграфіт |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сіліційований |
|
|
|
|
|
|
|
графіт |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коефіцієнт тертя |
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 13.2. |
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Матеріал тертьових |
|
Коефіцієнт, |
|
||
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
пар |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Углеграфіт - сталь |
0,15-0,20 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сіліційований графіт- |
|
|
|
|
|
|
|
сталь |
0,05-0,07 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
Зусилля стиску ущільнювальних кілець: |
|
|
|
||||
|
|
F = π dcp, b q, |
|
Н |
13.1. |
||
Потужність тертя : |
|
|
|
|
|
||
|
|
Nтр = F ucp, |
f , Вт |
13.2. |
|||
Кількість масла необхідне для відведення тепла тертя при нагріванні:
Q |
= |
60Ntp |
, м3 / с |
13.3. |
|
||||
c |
|
Cp ρ ∆t |
|
|
|
|
|
|
60