5. Дефекты поверхности

5.1 Виды дефектов

В работе принято, что все виды дефектов увеличивают зазор в подшипнике, и принята следующая классификация: а. дефекты формы, не имеющие направления цилиндр с увеличенным зазором, конусность, корсетность, бочкообразность.

б, дефекты формы, имеющие направление перекос шейки, эксцентриситет, эллипсность, граненость.

На рис. 5.1.1 приведена классификация и расчетные формулы для приведенных выше дефектов.

 5.2 Несущая способность при наличии дефекта

НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ при наличии ДЕФЕКТА 5.2.1 На рис. 5.2.1 приведены зависимости изменения несущей способности при корсетном или бочкообразном искажении формы.

Величина дефекта 5 микрон. Дано сравнение с правильным цилиндрическим подшипником. Из графиков видно, как происходит потеря несущей способности.

На рис. 5.2.2 - 5.2.5 показано влияние дефектов: эксцентриситета, эллипсности и гранености( три грани).

На рис. 5.2.2 даны несущие способности этих трех типов дефектов в направлении смещения при отсутствии дефекта верхние кривые и в направлении максимального дефекта - нижние кривые. Как видно из графиков существует сущестенное различие несущих способностей в зависимости от направления смещения.

На рис. 5.2.3 приведены наибольшие несущие способности для всех трех случаев и дано сравнение с бездефектным цилиндрическим подшипником ( верхняя кривая). Как видно из графиков к наибольшей потери несущей способности приводит граненость.

На рис. 5.2.4 приведены минимальные несущие способности для тех же случаев и сравнение с цилиндрическим подшипником.

На этом режиме несущая способность в районе критических зазоров в 5 - 6 раз меньше, чем у бездефектного подшипника и почти не зависит от формы дефекта.

На рис. 5.2.5 приведены графики изменения гидродинамического давления подшипника с указанными дефектами без смещения. Для цилиндрического подшипника на этом режиме гидродинамическое давление не возникает. Для дефектных подшипников возникают волны давления в соответствии с количеством волн дефекта.

5.3 Несущая способность при наличии перекоса

На рис. 5.3.1-5.3.5 показано влияние направления перекоса втулки относительно шейки подшипника. Величина перекоса во всех случаях 1 микрон. На графиках кроме обычных зависимостей изменения несущей способности, также приведены зависимости измененения момента, восстанавливающего параллельность осей, естественно, если конструкция позволяет.

На рис. 5.3.1 даны вышеописанные зависимости при наклоне осей перпендикулярно смещению. Как видно из графика, в этом случае восстанавливающий момент не возникает.

На рис. 5.3.2 и 5.3.3 приведены аналогичные графики при 5.3.3 наклоне по направлению смещения и а противоположном направлении. Из графиков видно, что изменение направления смещения не меняет характера изменения несущей способности, но меняет на противоположное направление действия восстанавливающего момента. Кроме того важен характер протекания этого момента.

С уменьшение минимального зазора момент растет, но при нарушении гидродинамики в точке критического зазора момент исчезает, а затем появляется с потивоположным знаком. Это происходит потому, что потеря несущей способности происходит только в тех точках, которые сблизились на величину критического зазора.

Восстанавливающий момент должен уравновешиваться. В случае шатунного подшипника такая уравновешивающая сила возникает на поршневом конце шатуна и передается на зеркало цилиндра. Таким образом в двигателе появлется сила трения в плоскости перпендикулярной плоскости качания шатуна. Величина этой силы может быть вычислена.

Наибольее наглядную иллюстрацию возникновения восстанавливающего момента дают графики на рис. 5.3.4. При перекосе подшипника и при отсутствии смещения в средней плоскости подшипника, по краям возникают смещения с разных сторон в разные стороны. Графики рисунка показывают, как уменьшаются максимальные давления от края к середине. Этот процесс симметричен для противоположных сторон. Середина симметрична относительно середины окружности шейки ( кривая 5). Данный график построен из предположения отсутствия отверстия для подачи масла, поэтому получается прекрасная симметрия.

В реальном случае, с учетом подачи масла картина существенно изменяется. На рис. 5.3.5 показано, как в районе 90 градусов появляется пик давления вызванный подачей масла при давлении 1 кг/см2.