Creeaza.com - informatii profesionale despre


Cunostinta va deschide lumea intelepciunii - Referate profesionale unice
Acasa » tehnologie » tehnica mecanica
Calculul sistemului de ungere - Calculul lagarului pe baza teoriei hidrodinamice a ungerii

Calculul sistemului de ungere - Calculul lagarului pe baza teoriei hidrodinamice a ungerii


Calculul sistemului de ungere Calculul lagarului pe baza teoriei hidrodinamice a ungerii

Calculul lagarului pe baza teoriei hidrodinamice a ungerii

Experienta a confirmat complexitaatea functionarii ansamblului fus-cuzinet deoarece sarcinile si vitezele aplicate sunt variabile ca marime si directie, in timp si spatiu.

Comportamentul functionarii lagarului este influentat de variatia gradientilor in spatiu si in timp a unor parametrii esentiali: geometria longitudinala si transversala a arborelui; vitezele tangentiale la cele doua suprafete; jocurile radiale intre arbore si cuzinet; marimea si directia sarcinilor aplicate; debitul de ulei eficace; viscozitatea dinamica a uleiului in interiorul lagarului.




Fig.15.20.Schema de calcul ungerii lagarului a)distributia presiunii in pana de ulei in sectiune transversala; b)distributia presiunii in pana de ulei in sectiune longitudinala; c)pozitia arborelui in lagar


Acesti parametrii de cele mai multe ori sunt interdependenti unul de altul influentandu-se reciproc. In consecinta toate variatiile unui parametru provoaca variatii celorlalti, variatii care afecteaza comportarea lagarului in sens, fie conjugat, fie contrar. De aceea, lagarele arborelui cotit se verifica pe baza teoriei hidrodinamice a ungerii, la incarcare, care apreciaza jocul minim intre fus si cuzinet in raport cu jocul admisibil si la incalzire, prin care se determina temperatura uleiului in lagar in raport cu temperatura admisibila.

Dimensiunile fusurilor (lungimea lf si diametrul df) se stabilesc din calculul de rezistenta al arborelui cotit iar fortele Rfmax, Rfmed, respectiv presiunile pfmax, pfmed se determina cu ajutorul diagramelor polare construite in cadrul calculului termic.

Distributia de presiune din lagar este cunoscuta din teoria hidrodinamica a ungerii (fig.15.20)

Se utilizeaza urmatoarele notatii: rf - raza fusului; df - diametrul fusului; lf - lungimea fusului; rc - raza cuzinetului; dc - diametrul cuzinetului; e - excentricitatea. Aceste marimi sunt utilizate la definirea urmatorilor parametri: - jocul radial, - jocul diametral, ; - jocul relativ, - lungimea relativa a lagarului, ; er - excentricitatea relativa, er = e/r; hmin - jocul minim in lagar, ; hmax - jocul maxim in lagar,

Pe baza teoriei hidrodinamice a ungerii incarcarea lagarului este determinata de presiunea medie din lagar prin relatia:

(15.5)


Fig.15.21.Cifra caracteristica a lagarului


unde: u este viscozitatea dinamica a uleiului;

w - viteza unghiulara a fusului;

C* - constanta.

Grupand convenabil factorii se obtine un parametru adimensional care caracterizeaza lagarul:

(15.6)

Parametrul se numeste coeficient de incarcare al lagarului sau cifra caracteristica.

In figura 15.21. sunt trasate curbele coeficientului de incarcare in functie de excentricitatea relativa er si lungimea relativa

Incalzirea uleiului in lagar este determinata pe baza lucrului mecanic de frecare Lfl din lagar:

(15.7)

Lucrul mecanic de frecare poate fi descris prin relatia:

(15.8)

unde: Ff - forta de frecare din lagar, in [daN]; w - viteza periferica a fusului, in [m/s];

Forta Ff se determina pe baza rezultantei medii a actiunii fortelor care actioneaza asupra fusului (din diagrama polara).

(15.9)

unde: l este coeficientul de frecare lichida in lagar.

Caldura dezvoltata prin frecare in lagar poate fi exprimata prin relatia (15.10):

(15.10)

unde: se masoara in [daN/m2], lf, df in [m], n in [rot/min].

Coeficientul de frecare lichida f din relatia (15.10) este o marime necunoscuta, se poate calcula pe baza teoriei hidrodinamice a ungerii utilizand relatia de calcul (15.11) si nomogramele din figura 15.22.a si b.

(15.11)

Caldura dezvoltata in lagar prin frecare este evacuata in exterior prin intermediul uleiului si prin intermediul lagarului . In conditia echilibrului termic al lagarului se poate stabili ecuatia de bilant termic:

15.12)

Fig.15.22. Functia jm pentru determinarea coeficientului de frecare


Schimbul de caldura intre ulei si lagar se realizeaza prin convectie, cantitatea de caldura fiind exprimata prin ecuatia:

(15.13)

Coeficientul de convectie cl nu are valori sigure. Pentru motoarele de autovehicule caldura evacuata prin intermdediul lagarului s-a stabilit pe baze experimentale ca fiind 1015% din caldura dezvoltata in lagar.

(15.14)

Caldura preluata de ulei se determina din ecuatia calorimetrica:

(15.15)

unde: cu, u - caldura specifica, in [kJ/kgK], respectiv densitatea, in [kg/m3];

Vul - debitul de ulei care circula prin lagar, in [m3/s];

tui, tue - temperatura la intrare respectiv iesirea din lagar.

La proiectare se admite tui = 80900C, tue= 901100C; tu = tue - tui = (2030)0C;
tui = tubaie + (1520)0C; cu.
u = 16741883 [kJ/m3K].

Fig. 15.25 Schema pentru determinarea distantei admisibile intre fus si cuzinet


Fig.15.23. Functia jv pentru deter-minarea debitului de ulei prin lagar

Fig.15.24 Solutionarea grafica a ecuatiei de bilant termic al lagarului


Debitul de ulei prin lagar Vul se calculeaza pe baza teoriei hidrodinamice a ungerii.

(15.16)

unde: n este in [rot/min];

d in [mm];

df in [m].

Functia jv(er, ) se determina din figura 15.23.

Ecuatia de echilibru termic al lagarului poate fi rezolvata fie prin metode numerice, fie prin metoda grafo-analitica, prin care se determina temperatura tue = tup si satisface conditia de echilibru.

Metoda grafo-analitica se bazeaza pe alegerea unor temperaturi, echidistante in zona de estimare a temperaturii tup, se calculeaza pentru aceste temperaturi, valorile pentru si (), cu care se traseaza doua curbe in coordonate Q- tue (fig.15.24). La intersectia celor doua curbe se gaseste temperatura tup care satisface ecuatia de bilant termic.

Prin determinarea temperaturii tup se determina cifra de incarcare , deoarece u este o functie de temperatura. Cu ajutorul cifrei de incarcare se determina excentricitatea relativa er si hmin = r (1 - er), considerand suprafetele perfect netede.

In realitate suprafetele au rugozitati proprii hf si hc (fig.15.25) (hf - inaltimea rugozitatii fusului; hc - inaltimea rugozitatii cuzinetului). Considerand hp grosimea pelicului de ulei, rezulta ca distanta minima intre fus si cuzinet trebuie sa satisfaca relatia:

(15.17)

In cazul motoarelor pentru autovehicule rugozitatea fusurilor variaza intre hp = 0,40,8 [mm], iar rugozitatea cuzinetilor hc=1,63,2 [mm]. Abaterile de la forma geometrica si deformatia lagarului se iau in considerare printr-o amplificare a sumei rugozitatilor fusului si cuzinetului, se considera ca hf+hc= 24 [mm]. Cercetarile experimentale au aratat ca hp 23 [mm].

Astfel, distanta minima admisibila dintre suprafetele fusurilor si cuzinetilor trebuie sa fie

ha = 46 [mm].

Coeficientul de siguranta la ungere lichida se defineste prin raportul:

(15.18)

Functionarea lagarului este normala cand >1,5, hmin >69 [mm] si tup < 1201250C.



Politica de confidentialitate


logo mic.com Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.