ВВЕДЕНИЕ 4
1 Общие сведения о подшипниках качения 6
1.1 Обзор смазочных материалов 8
1.2 Оценка риска разрушения и методы диагностики 9
2 История развития механики жидкости и теории качения 11
3 Построение аналитического решения уравнения Рейнольдса в случае
качения шара при наличии колебаний 16
4 Анализ влияния колебаний на распределение давления в смазочном слое 19
4.1 Моделирование процесса качения при постоянном значении вязкости 19
4.2 Моделирование процесса качения при значении вязкости, зависящей от
давления 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 40
Специальность "Динамика и прочность машин" ставит своей целью повышение надежности, долговечности и износостойкости различных деталей, механизмов и конструкций. Данное повышение, зачастую, достигается не столько точностью исполнения деталей и конструкторскими решениями, сколько изучением и анализом самой сути таких процессов, как разрушение, износ, трение.
Естественно, каждая задача зависит от множества различных факторов, к примеру, таких как: условия эксплуатации, состояние поверхности исследуемого объекта или характеристики материала.
В рамках научно-исследовательской работы объектом исследования является подшипник качения, недооценить значимость которого трудно, так как он входит в состав большинства машин и механизмов.
Изучением проблем, связанных с подшипниками, расчетами и модернизацией занималось множество ученых, однако появление приспособлений, напоминающих по принципу работы подшипники, появились задолго до нашей эры. В качестве примера можно рассмотреть бревна, использовавшиеся для транспортировки тяжелых предметов с целью уменьшения трения. Идея подшипника качения, изготовленного из двух колец между которыми располагались шарики, была зафиксирована в чертежах Леонардо да Винчи. Однако, широкое применение подшипники качения получили лишь в двадцатом веке.
Исследования произошедшие в данной области за прошедший век были неразрывно связаны со смазочными материалами и гидродинамической теорией. Большой вклад в нее внесли такие ученые как Петров, Рейнольдс, Фогельполь, Фрессель, Кискальт, Зоммерфельд, Жуковский, Чаплыгин и Капица.
Целью данной работы является изучение нестационарного режима работы, проявляющегося в колебательных процессах, и анализ влияния данного режима на работоспособность подшипника.
Актуальность изучения именно колебательного явления заключается в возникновении вибраций и последующих дефектов. Например, в справочнике Пе- реля [1, с. 7] ключевым недостатком подшипника качения перед подшипником скольжения указывается меньшая жесткость, вызывающая вибрацию вала, что значительно влияет на работу самого механизма.
Методом решения исследуемой проблемы является математическое моделирование динамических процессов при помощи программного пакета MathCad.
Разработана модель колебательных процессов при качении шара в подшипнике качения, позволяющая варьировать различные рабочие параметры, отслеживая опасные значения давления.
Произведено сравнение распределения давления при постоянной вязкости и с учетом пьезо-коэффициента.
Проанализировано влияние различных параметров на работу подшпиника. В частности, для снижения давления от тела качения на дорожку необходимо:
а) Увеличить минимальный зазор;
б) Уменьшить скорость;
в) Уменьшить амплитуду колебаний;
г) Произвести выбор масла, наиболее пригодного для данного режима работы.
