Материала подшипника

Из того факта, что критерий максимальной деформации описывается, как показано на рис. 4, кусочно линейными функциями, следует необходимость наложения дополнительных ограничений на поверхность прочности в пространстве напряжений, обеспечивающих согласование критерия с известными физическими представлениями о явлении разрушения. В случае плоской деформации пластин из анизотропного материала, подчиняющегося закону Гука (утверждение (20)), критерий максимальной деформации можно записать через максимальные напряжения:

где X, Y и S — предельные нормальные и касательные напряжения, определенные относительно общей координатной системы х, у. Главные оси прочности материала определяются как оси, в которых параметр взаимодействия у минимален. Для идеального сетчатого материала, не проявляющего эффектов взаимодействия, величина у приближается к нулю, кривая разрушения — прямоугольник и главные оси прочности параллельны и перпендикулярны волокнам. Для изотропного материала, подчиняющегося критерию Мизеса, Y=l.

где S, П и STI — нормальные и сдвиговые прочности слоистого композита относительно главных осей прочности и т), Для изотропного материала, подчиняющегося критерию Ми*

при разрушении равна единице. Этот результат можно получить непосредственно из уравнения (5.63). Конечно, сумма Майнера 5 при разрушении не будет в общем равна единице для материала, подчиняющегося уравнению (5.71). Кроме того, 5 будет зависеть от последовательности приложения различных циклических воздействий. Представим, например, комбинацию двух разных циклов нагрузок (/=1,2). Тогда используя условие разрушения ctf = а^, уравнения (5.71) и (5.72) можно скомбинировать и получить при разрушении

В результате такой подстановки получим уравнения равновесия элемента стержня, выполненного из материала, подчиняющегося закону Гука

В качестве четвертого типа явления потери устойчивости первоначальной формы равновесия рассмотрим потерю устойчивости в форме исчерпания несущей способности. Пусть имеется растягиваемый прямолинейный стержень (четвертая строка таблицы 18.1), выполненный из материала, подчиняющегося закону Гука во всем диапазоне возможных деформаций и обладающего бесконечной прочностью. Пусть испытательная машина имеет такую конструкцию, при которой достигается равномерное удлинение стержня А. Можно отметить два характерных состояния стержня. Одно наблюдается в диапазоне 0 ^ Д <; А*, а второе при А ^ А*. При увеличении А в пределах 0 ^ А < А* происходит постепенный рост силы Р, регистрируемой силоизмеритель-ным прибором машины. В этом диапазоне система находится в устойчивом равновесии. При достижении перемещением величины А» система находится в неустойчивом равновесии — сило-измерительный прибор регистрирует неограниченное снижение величины силы Р. Таким образом, несщцая способность стержня исчерпывается.

Эта зависимость аналогична зависимости в случае соблюдения закона Гука, с той лишь разницей, что вместо модуля упругости Е = EQ входит величина Ег, которую называют приведенным модулем упругости Энгессера — Кармана. Таким образом, по Энгессеру—Карману определение критической силы и критических напряжений может производиться по формулам, выведенным для материала, подчиняющегося закону Гука, с заменой в этих формулах модуля упругости материала на приведенный модуль упругости

материала, подчиняющегося степенному реологическому уравне-

материала, подчиняющегося степенному реологическому

мально вязкого материала, подчиняющегося степенному реологическому урав-

валковой переработки материала, подчиняющегося степенному

Вращению цапфы в подшипнике противодействует момент сил трения. Работа трения нагревает подшипник и цапфу. От поверхности трения теплота отводится через корпус подшипника и вал, а также уносится смазывающей жидкостью. Для любого установившегося режима работы подшипника существует тепловое равновесие: теплоотдача равна тепловыделению. При этом устанавливается определенная температура. Чем больше тепловыделение и хуже условия теплоотдачи, тем выше температура теплового равновесия. Эта температура не должна превышать некоторого предельного значения, допускаемого для данного материала подшипника и сорта смазки. С повышением температуры понижается вязкость масла и увеличивается вероятность

Для подшипника без искусственного охлаждения в предположении, что все тепло отводится валом (вследствие низкой тепло-проводноети материала подшипника), несущая способность находится по уравнению

растает, то для восстановления равновесия центр вала должен переместиться влево и вниз по полукругу Гюмбеля на большое расстояние. Таким образом, небольшие колебания режима вызывают в этой области значительные смещения вала, которые легко переходят в циклические вихревые движения. При возникновении вихрей ламинарное течение масла становится турбулентным, в связи с чем резко возрастает трение и тепловыделение в подшипнике. В масляном слое возникают кавитацион- . ные процессы, приводящие к разрушению материала подшипника.

Величина /;кр зависит от качества обработки поверхностен, длины и диаметра подшипника, жесткости системы вал-подшипник и прнраба-тыпаемости материала подшипника.

Перегрев подшипника, чрезмерный износ, растрескивание и расплавление заливки, наволакивание материала подшипника на вал и другие явления неудовлетворительной работы подшипника почти всегда происходят в результате перехода (общего или местного) за критическую толщину масляного слоя и возникновения в подшипнике полужидкостного или полусухого трения, но редко бывают следствием недостаточно высоких расчетных значений /im!n и L В большинстве случаев неполадки обусловлены ошибками конструкции, технологии изготовления и эксплуатации.

Втулки из алюминиевых сплавов, установленные в корпусах из материалов с низким коэффициентом линейного расширения (сталь, чугун), могут при повышении температуры приобрести остаточные деформации сжатия. В таких случаях применяют минимальные посадочные натяги с обязательным стопорением втулок; диаметр стопорных штифтов рекомендуется увеличивать во избежание сминания материала подшипника.

Иссушая способность пористых подшипников, работающих в гидродинамическом режиме (обильная смазка, высокая частота вращения), снижена по сравнению с массивными подшипниками. Масло в нагруженной области уходит из зазора в поры и перетекает по стен-, кам втулки отчасти к торнам, где выходит наружу, отчасти в ненагруженную зону, откуда снова поступает в зазор. Таким образом, в стенках втулки образуется непрерывная циркуляция масла, интенсивность которой (а следовательно, и степень снижения несущей способности) зависит от проницаемости материала подшипника (размеров и относительного объема пор), геометрических размеров втулки (длины и толщины), вязкости масла (температуры подшипника), давления в нагруженной зоне, и других факторов.

Теплота, образуемая в подшипнике при вращении цапфы, отводится смазочным материалом через вал, корпус и передается окружающей среде. На установившемся режиме температура работы подшипника определяется равенством выделяющейся и отведенной теплоты. Эта температура не должна превышать значений, допускаемых для материала подшипника и сорта масла.

независимо от вида смазочного материала подшипника.

Лабиринтные уплотнения (рис. 24.22) — наиболее совершенные из всех средств защиты подшипниковых узлов. Являясь бесконтактными, они пригодны для работы при любых скоростях. Зазор в лабиринтах заполняется пластичным смазочным материалом независимо от вида смазочного материала подшипника. Радиальные зазоры получают изготовлением деталей по посадке H\\/d\\.

Вращению цапфы в подшипнике противодействует момент сил трения. Работа трения нагревает подшипник и цапфу. От поверхности трения тепло отводится через корпус и вал, а также уносится смазывающей жидкостью. При установившемся режиме работы температура подшипника не должна превышать некоторой предельной величины, допускаемой для данного материала подшипника и сорта смазки. В противном случае понижается вязкость масла и увеличивается вероятность заедания цапфы в подшипнике, что в конечном результате приводит к выплавлению вкладыша. Перегрев подшипника является основной причиной его разрушения. С величиной работы трения связан также износ вкладыша и цапфы, нарушающий правильность работы механизма.