Витрати тепла в підшипнику

Приймаємо тиск і температуру мастила на вході в підшипник і температуру на виході з нього.

У таблиці 8.5 наведено значення тиску мастила джерела і температур мастила в підшипнику колінчастого вала для автотракторних двигунів.

 

Таблиця 8.5 – Значення тиску джерела мастила і температур в підшипниках

колінчастого вала автотракторних двигунів

Двигуни	, МПа	Твх, 0С	Твих, 0С
Бензинові	0,3…0,4	70…75	90…95
Дизелі	0,4…0,6	75…80	80…110

 

Для дизеля СМД-14 приймаємо р_п= 0,5 МПа; Т_вх = 75 ⁰С;

Т_вих= 105 ⁰С. Середня температура в підшипнику Т_с = (Т_вх + Т_вих) / 2 = 90 ⁰С.

Визначаємо коефіцієнт тертя в підшипнику за формулою:

                                     (8.22)

 

де  – коефіцієнт, який залежить від   і відношення . Значення  визначаються з графіка, який наведено на рисунку 8.3 [3].

 

                     

 

Рисунок 8.3 – Номограма для визначення коефіцієнта

 

 Для двигуна СМД-14  = 1,2. Отже, значення коефіцієнта тертя:

                                            

Кількість тепла, що виділяється в результаті тертя в підшипнику, визначаються за формулою:

                                 (8.23)

 

Н·м/с (Вт).

 

Знаходимо температуру мастила на виході з підшипника, прийнявши її значення на вході Т_вх= 75 ⁰С і підвищення – на виході з підшипника

 на 30 ⁰С. Отже, Т_вих= 105 ⁰С.

Середня температура мастила в підшипнику Т_с = (Т_вх + Т_вих) / 2 = 90 ⁰С.

При дисипації тепла від тертя через мастило, отримаємо температуру на виході за формулою:

                                 (8.24)

 

де µ_сV = 1,8·10⁶ Дж/(м³·К) – об’ємна питома теплоємність мастила.

⁰С.   

Визначаємо середнє значення температури в підшипнику для наступного наближення в розрахунках: Т_с1 = (Т_вх + Т_вих1) / 2 = (75+ 93,9) / 2= 84,5 ⁰С.

Далі знаходимо наступне наближення температури мастила на виході з підшипника:

⁰С.                           

Наступна ітерація показала, що Т_вих2=108,09 ⁰С. Взагалі ітерації продовжуються до тих пір, поки різниця між наступним і попереднім значенням температури мастила на виході з підшипника буде меншою 2 ⁰С.

У нашому випадку встановлено, що Т_вих= 108 ⁰С.

Кількість тепла, що розсіюється у навколишнє середовище:

                                                                                                                  (8.25)

де – тепло, яке випромінюється в навколишнє середовище;

     Вт/(м³·К) – коефіцієнт, який характеризує тепловіддачу поверхнею корпусу підшипника;

    – відповідно температури підшипника і оточуючого середовища;

     – площа поверхні корпуса підшипника, ·D·l_n. Приймаємо для розрахунку = 20·88·10^-3·80·10^-3 = 0,1408 м². Попередньо у розрахунках приймаємо = 40 К.

Якщо прийняти, що все тепло тертя відводиться через поверхню корпуса підшипника (розсіювання тепла здійснюється лише шляхом конвекцїї), то:

У цьому випадку, якщо прийняти Q_f = Q_c ,  температура поверхні корпусу підшипника:

T_n = 1428,3 / 20·0,1408 + 40 = 547,2 ⁰C.

Тобто  дисипація тепла шляхом конвекції за відсутності тепловідводу з мастилом не забезпечить нормальні умови роботи підшипника.

Кількість тепла, яке може бути відведено в результаті витоків з підшипника мастила, становить:

 

               (8.26) 

 

Н·м /с (Вт).

Отриманий результат на 689,5 Вт є більшим від кількості тепла, що виділяється при терті в підшипнику, що свідчить про надійність тепловідводу мастилом і роботи підшипника.

Розглянутий метод розрахунку радіального підшипника ковзання за величинами К_ср  і К_max наближений, оскільки він базується на критеріях подібності конструктивних параметрів (відносна довжина підшипника, діаметральний зазор) і експлуатаційних факторів (температура, в’язкість і тиск мастила) у двигуна, що проектується, і існуючого, подібного йому. Тому, використовуючи наведений метод, необхідно також проведення розрахунку підшипника на основі гідродинамічної теорії мащення.

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: