Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Частично пористые газостатические опоры шпиндельных узлов. Теория и эксперимент: монография

Космынин А. В., Виноградова С. В., Виноградов В. С., Щетинин В. С., Смирнов А. В.,

4.3.1. Влияние относительного эксцентриситета подшипников на эксплуатационные характеристики

Исследование влияния относительного эксцентриситета ε на эксплуатационные характеристики подшипника с пористыми ограничителями расхода выполнено с базовым вариантом газовой опоры.

На рис. 4.25 показана зависимость коэффициента несущей способности C_Q от числа сжимаемости Λ и относительного эксцентриситета ε.

Из представленных графиков видно, что с увеличением относительного эксцентриситета ε и числа сжимаемости Λ  коэффициент несущей способности однорядной частично пористой опоры заметно растет. Это объясняется, существенным влиянием на структуру течения смазки эффекта смазочного клина, который начинает преобладать над внешним наддувом газа.

Коэффициент жесткости смазочного слоя также возрастает с увеличением числа сжимаемости Λ и относительного эксцентриситета ε (рис. 4.26).

Это говорит о том, что применение частично пористых газостатических опор создаёт дополнительную жёсткость подшипника вследствие наличия газонепроницаемой поверхности вкладыша опоры, которая более значимо, чем пористая поверхность обуславливает эффект смазочного клина.

 

Рис. 4.25. Зависимость коэффициента несущей способности C_Q
от числа сжимаемости Λ и относительного эксцентриситета ε:
= 1/6; = 1,2; = 0,67; = 0,15; N_вст = 6; K_c = 0,7

 

Рис. 4.26. Зависимость коэффициента жёсткости k_s от числа
сжимаемости Λ и относительного эксцентриситета ε:
= 1/6; = 1,2; = 0,67; = 0,15; N_вст = 6; K_c = 0,7

Зависимость угла положения нагрузки Ψ от числа сжимаемости Λ и относительного эксцентриситета показана на рис. 4.27.

 

Рис. 4.27. Зависимость угла положения нагрузки Ψ от числа
сжимаемости Λ и относительного эксцентриситета ε:
= 1/6; = 1,2; = 0,67; = 0,15; N_вст = 6; K_c = 0,7

Элементарный анализ представленных графиков показывает, что на кривой  можно выделить две области изменения угла ориентации нагрузки, в первой из которых угол ψ возрастает, а во второй уменьшается. При этом по мере увеличения относительного эксцентриситета положение максимального угла ориентации нагрузки  имеет тенденцию смещения в область низких значений числа сжимаемости.

Полученный результат объясняется сменой превалирующего влияния на расчетные данные внешнего наддува газа и вращения вала. Так в первой области преобладает внешний наддув, а во второй доминирующее влияние оказывает вращение вала. С возрастанием относительного эксцентриситета влияние вращения усиливается и поэтому угол  достигается при меньших значениях числа сжимаемости.

Заметим, что при доминирующем влиянии вращения настоящими расчетами получен хорошо известный из теории газовой смазки результат уменьшения угла ориентации нагрузки с ростом относительного эксцентриситета.