Рис.12.1
Расчет по среднему давлению рс гарантирует невыдавливаемость смазочного материала и представляет собой расчет на износостойкость, а расчет по pсv обеспечивает нормальный тепловой режим и отсутствие заеданий.
Условие нормальной работоспособности подшипников скольжения и подпятников в условиях граничного трения:
p c≤[ p c], (1)
p c v ≤[ p c v ], (2)
где рс — действительное среднее давление между цапфой и вкладышем (или пятой); v — окружная скорость цапфы; [ рс ]— допускаемое давление и [ pcv ]— допускаемое значение критерия (можно выбирать по табл. 1.1).
Если при расчете условия не выполняются, то необходимо изменить материал или ширину вкладыша и повторить расчет.
Условный расчет для подшипников, работающих в условиях граничного трения, является основным, его выполняют в большинстве случаев как проверочный, а для подшипников жидкостного трения — как ориентировочный.
Таблица 1.1.Допускаемые значения давления [ рс ] и критерия [ pcv ]
для подшипников скольжения и подпятников
| Материал цапфы и вкладыша | [ pc ], МПа | [ pcv ] |
| Сталь по чугуну | 2-4 | 1-3 |
| Сталь по бронзе БрОбЦбСЗ | 4-6 | 4-6 |
| Сталь закаленная по бронзе БрА9Ж4 | 15-20 | 18-12 |
| Сталь по антифрикционному чугуну АЧК-1, АЧК-2 при v = 0,2 м/с | 1,8 | |
| То же, при и = 2 м/с | 0,05 | 0,1 |
| Сталь по антифрикционному чугуну АЧК-1, АЧК-2 при v = 1 м/с | ||
| То же, при v = 5 м/с | 0,5 | 2,5 |
| Сталь закаленная по баббиту | 6-10 | 12-25 |
Среднее рабочее давление между цапфой и вкладышем (рис. 12.2) определяют по формуле
где Fr — радиальная нагрузка на подшипник; d — диаметр цапфы; l — длина цапфы; dl — проекция опорной поверхности на диаметральную плоскость.
Длину цапфы назначают в зависимости от диаметра вала l= 𝜑 d, где φ= 0,5…1,2 выбирают из опыта эксплуатации.
Рис. 12.2. Расчетная площадь смятия подшипника
Расчетная окружная скорость цапфы
где ω — угловая скорость цапфы; d — ее диаметр.
Среднее рабочее давление под пятой (рис. 7, б)
где Fa — осевая нагрузка; d и d0 — диаметры пяты;
К = 0,8...0,9 — коэффициент, учитывающий уменьшение опорной поверхности из-за наличия смазочных канавок.
Расчетная окружная скорость вала
v =ω 
где ω — заданная угловая скорость вала;
- приведенный радиус;
d и d0 — диаметры пяты.
Тепловой расчет подшипников скольжения
Для современных быстроходных машин тепловой расчет подшипников имеет решающее значение. Расчет ведут на основе теплового баланса, т.е. приравнивание теплообразования в подшипнике к теплопередаче.
Теплообразование в подшипнике
Т.е. количество тепла, выделяющегося в подшипнике в единицу времени.
W =(W 1+ W 2).
Теплоотдача происходит:
а) через корпус и вал;
б) через смазку, вытекающую из подшипника.
в) через корпус и вал.
W1=KT∙F∙(tM-t0), ккал/ч,
где F – свободная площадь подшипника,
KT – коэффициент теплоотдачи.
KT=6+10 
,
где V 𝛽 – скорость омывания корпуса воздухом. Наименьшее значение V 𝛽 = 1 м/с.
(tM – t0) избыточная t° подшипника.
б) теплоотвод через смазку, вытекающую из подшипника
где Q – объем масла, прокачиваемого через подшипник, л/мин;
ν – плотность масла, равная 0,87-0,89;
C – теплоемкость масла С = (0,4…0,5) ккал/кг
– температура масла на входе и выходе в подшипник.
Уравнение баланса
W =(W 1+ W 2).
Температура подшипника должна быть не выше 60…75 ℃.
Приведённый вид расчёта обычно используется при проектировании опор с необеспеченным жидкостным трением либо является предварительным при проектировании опор жидкостного гидродинамического трения, параметры которых уточняются в последующем в процессе гидродинамического расчёта подшипника скольжения.