Проектировании подшипников

В механизмах различают помимо относительных перемещений звеньев, допускаемых геометрическими связями, также и перемещения, допускаемые податливостью (упругостью) звеньев. В первом случае говорят о структурных степенях свободы, характеризующих основное движение звеньев. Во втором случае говорят о параметрических степенях свободы, зависящих от конструктивных (масса, жесткость) параметров механизма и режима движения (в частности, частоты возбуждения). Относительное движение звена, обусловленное параметрическими степенями свободы, суммируется с основным движением звена иногда в виде фона, характеризуемого малыми перемещениями по сравнению с абсолютными перемещениями и значительными скоростями и ускорениями. Введение параметрических степеней свободы необходимо при анализе и проектировании механизмов и машин вибрационного и ударного действия, при проектировании виброзащитных устройств в случае возможности возникновения опасных колебаний, при проектировании оборудования для интенсификации и повышения эффективности технологических и транспортных операций.

При проектировании оборудования необходимо сЕрекитьоя к уменьшению величины концентрации напряжений, используя плавные переходы формы сечения.

В механизмах различают помимо относительных перемещений звеньев, допускаемых геометрическими связями, также и перемещения, допускаемые податливостью (упругостью) звеньев. В первом случае говорят о структурных степенях свободы, характеризующих основное движение звеньев. Во втором случае говорят о параметрических степенях свободы, зависящих от конструктивных (масса, жесткость) параметров механизма и режима движения (в частности, частоты возбуждения). Относительное движение звена, обусловленное параметрическими степенями свободы, суммируется с основным движением звена иногда в виде фона, характеризуемого малыми перемещениями по сравнению с абсолютными перемещениями и значительными скоростями и ускорениями. Введение параметрических степеней свободы необходимо при анализе и проектировании механизмов и машин вибрационного и ударного действия, при проектировании виброзащитных устройств в случае возможности возникновения опасных колебаний, при проектировании оборудования для интенсификации и повышения эффективности технологических и транспортных операций.

Один из основных видов коррозионного разрушения газонефтепромыслового оборудовагая — статическая водородная усталость (СВУ), т.е. снижение длительной прочности стали в результате водородного ох-рупчивания в условиях статического нагружения металла. Предел статической водородной усталости, соответствующий максимальному напряжению, при котором не наблюдается коррозионного растрескивания, зависит от многих взаимосвязанных факторов: химического состава, термической обработки и механических свойств стали, уровня приложенных напряжений, количества поглощенного водорода, состояния поверхности и др. Влияние этих факторов не только взаимосвязано, но в некоторых случаях и противоположно. Поэтому нельзя рассматривать предельные напряжения, при которых не происходит сероводородного растрескивания, как абсолютные значения допускаемых напряжений, которые могут быть использованы при проектировании оборудования их следует рассматривать как сравнительные величины при сопоставлении стойкости различных металлов.

делом статической водородной усталости аяп увеличивается. Чем ниже напряжение, тем больше время до разрушения. Допустимая величина напряжений, не вызывающих сульфидного растрескивания, может составлять различную величину в зависимости от содержания сероводорода, времени воздействия, структуры и состава стали. Поэтому предельные напряжения, при которых не происходит сульфидного растрескивания, нельзя рассматривать как абсолютные значения допускаемых напряжений, которые могут быть использованы при проектировании оборудования, а только как сравнительные величины для сопоставления стойкости различных материалов.

Принципиальным ограничением расширения сферы использования обоих критериев бс и /тс является их применимость только в условиях, когда не происходит роста трещины. Значительное повышение сопротивления разрушению, сопровождающее медленный рост трещины, характеризует лишь /^-кривая. При проектировании оборудования для работы при низких температурах обсуждаемые характеристики (смещение при раскрытии трещины, /-интеграл и ^-кривая) используются только для оценки вязкости разрушения материалов.

При проектировании арматуры для радиоактивных теплоносителей должны учитываться возможные изменения физико-механических свойств материалов под действием радиоактивного облучения. Конструкции и материалы арматуры, в которой находится радиоактивный теплоноситель, должны обеспечивать возможность промывки дезактивирующими растворами. При проектировании оборудования должны быть предусмотрены устройства для отвода воздуха при наполнении средой или вакуумирования, а также устройства для удаления рабочей среды и конденсата (в местах его скопления).

При этом на ранних этапах проектирования, когда конструктивные решения еще не проработаны и проектные циклограммы отсутствуют, можно принимать укрупненно коэффициент использования мощности электродвигателя или нагревательного устройства: по мощности 0,8; по времени использования в течение смены 0,7. При проектировании оборудования с интенсивными нагревательными 'процессами можно непосредственно рассчитывать расходы по удельным затратам электроэнергии на 1 т обрабатываемых материалов [1].

Для каждого изделия, обрабатываемого на линии, устанавливают номенклатуру, число приборов и технические требования к ним. Эти данные определяют при разработке технологического процесса и проектировании оборудования после определения объема обработки на каждой рабочей позиции и анализа параметров обрабатываемого изделия и корректируют в первый период эксплуатации.

Информация, приведенная в данном разделе справочника, позволит сравнить составы и свойства сталей и сплавов, применяемых для изготовления сосудов, котлов, трубопроводов горячей воды и пара в Советском Союзе и за рубежом. Такая информация может оказаться полезной при проектировании оборудования, его изготовлении и ремонте, а также при закупке объектов Котлонадзора за рубежом.

Пленочное кипение в горизонтальных трубах представляет интерес для целого ряда областей техники. Возможность осуществления перехода от пузырькового кипения к пленочному следует учитывать при проектировании оборудования в тех случаях, когда в распоряжении имеются высокотемпературные источники, например, для атомных электростанций.

Как видно -из графика, в диапазоне рк/ри — 0,4 ч- 0,65 (заштрихованная область) жесткости для каждого данного значения ^максимальны и практически постоянны (tgcx.= const). Этих значений рк/рн и следует' придерживаться при. проектировании подшипников. При расчетном значении и. определяемом из условия минимальных потерь на трение по выражению (2Q4),-диаметр капилляра следует выбирать так, чтобы значения рк/рн на рабочих режимах находились в пределах рк/рн = 0,4 ч- 0,65. Если в эксплуатации возможно повышение нагрузки (уменьшение h), то для сохранения достаточной жесткости целесообразно на номинальном режиме придерживаться нижних значений (рк/Ря = 0.4). Если же в эксплуатации возможны периоды работы на малых нагрузках (увеличение Л), то следует выбирать более высокие расчетные значения (рк/рн = 0,65 •-=- 0,7). В среднем можно принимать РЦ/РН = 0,5.

В некоторых случах выбор посадок (и класса точности) может быть обоснован расчетом, например, при проектировании подшипников скольжения и прессовых соединений. Однако при выборе посадок чаще пользуются опытом проектирования и эксплуатации соединений аналогичного назначения.

Использование ЭВМ при проектировании подшипников скольжения является весьма эффективным в связи с большим объемом и сложностью вычислительных работ. Точность расчетов можно повысить, учитывая влияние температуры на удельную теплоемкость и плотность масла, что обычно не делают при ручном счете.

Наиболее широко может изменяться величина \а в связи с изменением сорта смазки. При проектировании подшипников с малой окружной скоростью цапфы трудности связаны с необходимостью иметь очень малый зазор А при большом ц, а при большой окружной скорости они вызываются ростом потерь и повышением температуры.

Нормальная работа подшипников возможна при условии равномерного распределения нагрузки по длине вкладыша. Однако при значительном расстоянии между двумя подшипниками вала вследствие деформации вала или монтажных погрешностей возможен перекос цапф в подшипниках (рис. 23.1, в). В этом случае на кромках вкладыша возникнут повышенные удельные давления, которые могут стать причиной так называемого заедания поверхностей вкладыша и цапфы и их разрушения. Влияние перекоса вала на распределение нагрузки может быть снижено путем уменьшения длины вкладыша / по отношению к его диаметру d. Учитывая это, при проектировании подшипников скольжения обычно назначают lid = 0,7-М,2. Устранение влияния перекоса валов достигается применением самоустанавливающихся подшипников.

Нередко при проектировании подшипников исходят из допустимой удельной нагрузки к = P/lil. Этот критерий применим только для мягких, малопрочных подшипниковых материалов (баббиты, пластики) и го с большими оговорками.

Как видно-из графика, в диапазоне рк/Ра — 0>4 -=- 0,65 (заштрихованная область) жесткости для каждого данного значения ^максимальны и практически постоянны (tga.= const). Этих значений рк/рн и следует" придерживаться при. проектировании подшипников. При расчетном значении А, определяемом из условия минимальных потерь на трение по выражению (204), диаметр капилляра следует выбирать так, чтобы значения рк/рн на рабочих режимах находились в 'пределах рк/рн = 0,4 -j- 0,65. Если в эксплуатации возможно повышение нагрузки (уменьшение ft), то для сохранения достаточной жесткости целесообразно на номинальном режиме придерживаться нижних значений (рк/р„ = 0,4). Если же в эксплуатации возможны периоды работы на малых нагрузках (увеличение К), то следует выбирать более высокие расчетные значения (рк/рн = 0,65 '-г 0,7). В среднем можно принимать р^/Рн ~ 0,5.

Конструкции элементов подшипников. При проектировании подшипников выбирают отношение lid (I — длина подшипника, d — его диаметр) в пределах от 0,3 до 1,3 (рис. 93, а) с учетом прогиба вала. В случае прогиба вала напряжения по краям

Показатели теплового расширения термореактивных пластмасс, в целом, несколько выше показателей теплового расширения металлов, а расширение термопластов — значительно больше, чем у металлов. Это свойство необходимо учитывать при проектировании подшипников, предусматривая соответственно большие зазоры, чем в подшипниках с металлическими втулками и цапфами.

При проектировании подшипников скольжения с использованием фторопласта-4 для арматуры, работающей в криогенных жидкостях, необходимо иметь в виду, что коэффициент линейного расширения фторопласта-4 в четыре раза выше, чем у нержавеющей стали. Следовательно, зазоры в подшипниках должны обеспечивать предполагаемую температурную деформацию полуоси шара и вкладыша подшипника.

При проектировании подшипников скольжения рекомендуется выдерживать соотношение h =(!-=-!,2)dn, где А — длина подшипника.