ПК 2.4. Осуществлять контроль за работой приборов и оборудования

ДОПУСКИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

1. Введение

В соответствии с рекомендациями ИСО взаимозаменяемость — это пригодность одного изделия, процесса, услуги для использова­ния вместо другого изделия, процесса, услуги в целях выполнения одних и тех же требований. Выполнение требований к точностным параметрам деталей и сборочных единиц является одним из основ­ных условий взаимозаменяемости. Кроме того, для обеспечения взаимозаменяемости необходимо соблюдать и ряд других условий, например, устанавливать оптимальные и номинальные значения параметров деталей и сборочных единиц, выполнять требования к материалу деталей, технологии их изготовления, контроля.

Взаимозаменяемыми могут быть детали, сборочные единицы и изделия в целом, прежде всего детали и сборочные единицы, от которых зависят надежность и другие эксплуатационные показа­тели изделий.

Различают следующие виды взаимозаменяемости.

Полная взаимозаменяемость — это такая взаимозаменяемость, при которой обеспечивается возможность беспригоночной сбор­ки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей. Такой вид взаимоза­меняемости возможен только в тех случаях, если размеры, фор­ма, механические, электрические и другие качественные и коли­чественные характеристики деталей и сборочных единиц после изготовления находятся в заданных пределах и собранные из этих деталей изделия соответствуют техническим требованиям.

В условиях полной взаимозаменяемости существенно упрощается сборка, которая при этом сводится к простому соединению дета­лей, расширяются возможности применения поточного метода изготовления деталей, автоматизации процесса изготовления и сборки изделий, упрощения ремонта машин. Такой вид взаимоза­меняемости позволяет ввести специализацию и кооперирование предприятий (поставщик изготовляет унифицированные изделия, детали или сборочные единицы ограниченной номенклатуры и поставляет их предприятию, выпускающему основную продукцию).

Неполная взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость, при которой для обеспечения требуемой точности изделия предусмат­риваются некоторые конструктивные особенности узла или вво­дятся дополнительные технологические операции при сборке или ремонте. Применяется в том случае, если для заданных эксплуата­ционных требований необходимо изготовлять детали и сборочные единицы с малыми, экономически не выгодными или технологи­чески трудновыполнимыми допусками. Для получения требуемой точности сборки при этом применяются дополнительные техно­логические операции, в том числе доводка и пригонка, так назы­ваемая селективная сборка или групповой подбор деталей, в кон­струкцию вводятся регулировочные элементы, компенсаторы. Не­полная взаимозаменяемость осуществляется не по всем, а только по отдельным геометрическим или другим параметрам.

Кроме указанных выше различают внутреннюю, внешнюю и функциональную взаимозаменяемость.

Внутренняя взаимозаменяемость — взаимозаменяемость всех или некоторых деталей, составляющих сборочные единицы, механиз­мы, входящие в изделие. Например, в подшипниках качения внут­реннюю взаимозаменяемость имеют кольца и тела качения (ша­рики, ролики).

Внешняя взаимозаменяемость — взаимозаменяемость сборочных единиц, а также кооперируемых и покупных изделий (монтиру­емых в более сложные изделия) по размерам и форме присоеди­нительных поверхностей, эксплуатационным показателям, пара­метрам. Для подшипников качения это размеры наружного и внут­реннего колец, точность их вращения; для электродвигателей — мощность, частота вращения вала, размеры и форма присоеди­нительных поверхностей.

Функциональная взаимозаменяемость — вид взаимозаменяемо­сти, при которой возможны не только сборка и замена при ре­монте любых деталей, узлов и механизмов, но и обеспечение их необходимых эксплуатационных показателей и функциональных параметров. Например, взаимозаменяемое зубчатое колесо кроме способности без подгонки занять свое место в узле должно пере­давать заданный крутящий момент, иметь определенное переда­точное отношение и обладать заданным ресурсом работы. Функ­ционально взаимозаменяемый бензонасос автомобиля кроме соот­ветствующих присоединительных размеров должен иметь задан­ную производительность, развивать определенное давление и иметь соответствующий ресурс.

1.1 Допуски и посадки гладких соединений

1.1.1 Основные понятия

Рассмотрим сопряжение с зазором (рис. 1, а). Для получения зазора S в сопряжении размер D отверстия втулки должен быть больше размера d вала.

При изготовлении деталей размеры D и d выполняются с погрешностями. Конструктор исходит из того, что погрешности неизбежны, и определяет, в каких пределах они допустимы, т. е. сопря­жение еще удовлетворяет требованиям правильной сборки и нормальному функционированию. Конструктор устанавливает два предельных размера для вала —d_max и d_min; и два предельных раз­мера для отверстия — D_max. D_min, внутри которых должны находиться действительные размеры, сопрягаемых деталей (рис. 1 б). Разность между наибольшим и наименьшим предельными раз­мерами называется допуском — T_d и T_D/

Рисунок 1

Нанесение на чертеже соединения такого количества размеров крайне неудобно, поэтому было принято устанавливать один общий размер для вала и отверстия, называемый номинальным — D, и указывать от него предельные отклонения (рис. 1 в).

Верхнее отклонение ES, es — алгебраическая разность между наибольшим и номинальным размерами.

ES=D_max-D; es=d_max-D

Нижнее отклонение El, ei — алгебраическая разность между наименьшим и номиналь­ным размерами.

EI=D_min-D; ei=d_min-D

Поле допуска — поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и оп­ределяемое величиной допуска и его положением относительно нулевой линии, соответствующей номинальному размеру.

Графическое изображение полей допусков посадки с зазором приведено на (рис. 1 в).

Чем уже поле между верхним и нижним отклонениями, тем выше при прочих равных условиях степень точности, которая обозначается цифрой и называется квалитетом.

Положение допуска относительно нулевой линии определяется основным отклонением — од­ним из двух предельных отклонений, ближайшим к нулевой линии, и обозначается одной из букв (или их сочетанием) латинского алфавита. Прописные буквы относятся к отверстиям,

а строч­ные — к валам.

Таким образом, поле допуска обозначается сочетанием буквы, указывающей на положение до­пуска относительно нулевой линии, с цифрой, говорящей о степени точности — величине допуска.

Рисунок 2

Примеры обозначения на чертеже полей допусков и схемы их построения для отверстия и ва­ла, а также значения отклонений и расчет допусков приведены на (рис. 2 а, б).

В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала различают посад­ки трех типов: с зазором, с натягом и переходные.

На (рис. 2 в, г, д) приведены примеры различных посадок. Указаны формулы для расчета зазоров и натягов в соединениях и амплитуды их колебаний, называемые допуском посадки (TS, TN).

Нетрудно заметить, что допуск посадки, независимо от ее типа, есть сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

Наибольший зазор переходной посадки часто представляют в виде отрицательного наименьшего натяга (см. рис. 2, д).

При расчете и выборе посадок конструктора могут интересовать не только предельные зазоры и натяги, но и средние, обычно наиболее вероятные, зазоры и натяги:

Определения терминов, вошедших в раздел, по ГОСТ 25346—89

Размер — числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. п.) в выбранных единицах измерения.

Действительный размер — размер элемента, установленный измерением с допустимой погреш­ностью.

Квалитет — совокупность допусков, рассматриваемых как соответствующие одному уровню точно­сти для всех номинальных размеров.

Нулевая линия — линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются от­клонения размеров при графическом изображении полей допусков и посадок.

Вал — термин, условно применяемый для обозначения наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.

Отверстие — термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.

Посадка — характер соединения двух деталей, определяемый разностью их размеров до сборки.

Допуск посадки — сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение.

Зазор (S) — разность между размерами отверстия и вала до сборки, если отверстие больше раз­мера вала.

Натяг (N) — разность между размерами вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия.

Посадка с зазором — посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т. е. наимень­ший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала (рис. 2 б)

Посадка с натягом — посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т. е. наиболь­ший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала (рис. 2 г).

Переходная посадка — посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга в со­единении в зависимости от действительных размеров отверстия и вала. При графическом изобра­жении поля допусков отверстия и вала перекрываются полностью или частично (рис. 2 д).

1.1.2 Принципы построения системы допусков и посадок

Системой допусков и посадок (СДП) называется совокупность рядов допусков и посадок, законо­мерно построенных на основе опыта, теоретических и экспериментальных исследований и оформленных в виде стандартов. Система предназначена для выбора минимально необходимых, но до­статочных для практики вариантов допусков и посадок типовых соединений деталей машин, даетвозможность стандартизировать режущие инструменты и калибры, облегчает конструирование, производство и взаимозаменяемость деталей машин, а также обусловливает их качество.

Первый принцип построения СДП (установлено 20 квалитетов и определены формулы для расчета допусков)

Было принято, что две или несколько деталей разных размеров следует считать одинаковой точно­сти (принадлежащими одному квалитету), если их изготавливают на одном и том же оборудовании при одних и тех же условиях обработки (режимах резания и т. д.).

Рисунок 3

Отсюда следует, что точность валов, изготовленных, например, шлифованием, во всем диапазо­не диаметров одинакова, несмотря на то, что погрешность обработки, как показали эксперименты, растет с увеличением размера обрабатываемой детали (рис. 3).

Зависимость изменения погрешности была представлена как произведение двух частей. Одна часть (а) характеризовала тип станка, другая — зависела лишь от размера детали

,

где А — амплитуда рассеяния размеров, характеризующая погрешность обработки, мкм;

d — диаметр обрабатываемой детали, мм.;

а — коэффициент, зависящий лишь от типа станка.

В дальнейшем было решено, что допуски одного квалитета должны меняться так же, как изме­няется погрешность обработки на станке в зависимости от размера обрабатываемой детали.

Допуск рассчитывается по формуле:

где k — число единиц допуска, установленное для каждого квалитета;

i — единица допуска, зависящая только от размера (табл. 1).

Стандартом установлены квалитеты: 01, 0, 1, 2, 3, 4, 5,..., 11, 12,..., 18.

Самые точные квалитеты (01,0,1,2,3, 4), как правило, применяются при изготовлении образ­цовых мер и калибров.

Квалитеты с 5-го по 11-й, как правило, применяются для сопрягаемых элементов деталей.

Квалитеты с 12-го по 18-й применяются для несопрягаемых элементов деталей

Чтобы максимально сократить число значений допусков при построении рядов допусков, стандартом установлены интервалы размеров, внутри которых значение допуска для данного квалитета не меняется.

Таблица 1

Второй принцип построения СДП (установлено 27 основных отклонений валов и 27 основных отклонений отверстий).

Основное отклонение — одно из двух предельных отклонений (верхнее или нижнее), определяю­щее положение поля допуска относительно нулевой линии. Основным является отклонение, бли­жайшее к нулевой линии.

Основные отклонения отверстий обозначаются прописными буквами латинского алфавита, ва­лов — строчными. Схема расположения основных отклонений с указанием квалитетов, в которых рекомендуется их применять, для размеров до 500 мм приведена в сокращении на (рис. 4). Затемненная область относится к отверстиям.

Для обеспечения образования посадок в системе вала, аналогичных посадкам в системе отвер­стия, существует общее правило построения основных отклонений, заключающееся в том, что ос­новные отклонения отверстий равны по величине и противоположны по знаку основным отклоне­ниям валов, обозначенным той же буквой. Из этого правила сделано исключение. Для получения идентичных зазоров и натягов в системе вала и в системе отверстия у переходных и прессовых посадок, в которых отверстие данного квалитета соединяется с валом ближайшего более точного квалитета, основные отклонения рассчитываются по специальной зависимости и поэтому становят­ся несимметричными.

Рисунок 4

Третий принцип построения СДП (предусмотрены системы образования посадок).

Предусмотрены посадки в системе отверстия и в системе вала.

Посадки в системе отверстия — посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются со­четанием различных полей допусков валов с полем допуска основного отверстия (рис. 5 а).

Основное отверстие (Н) — отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.

Посадки в системе вала — посадки, в которых требуемые зазоры и натяги получаются сочетани­ем различных полей допусков отверстий с полем допуска основного вала (рис. 5 б).

Основной вал (h) — вал, верхнее отклонение которого равно нулю.

Рисунок 5

Точные отверстия обрабатываются дорогостоящим мерным инструментом (зенкерами, разверт­ками, протяжками и т. п.). Каждый такой инструмент применяют для обработки только одного раз­мера с определенным полем допуска. Валы же независимо от их размера обрабатывают одним и тем же резцом или шлифовальным кругом.

При широком применении системы вала необходимость в мерном инструменте многократно возрастет, поэтому предпочтение отдается системе отверстия.

Однако в некоторых случаях по конструктивным соображениям приходится применять систему вала, например, когда требуется чередовать соединения нескольких отверстий одинакового номиналь­ного размера, но с разными посадками на одном валу. На (рис. 6 а) показано соединение, имеющее подвижную посадку поршневого пальца 1 с шатуном 2 и неподвижную в бобышках поршня 3, которое целесообразно выполнить в системе вала (рис. 6 в), а не в системе отверстия (рис. 6 б).

Систему вала выгоднее применять и тогда, когда оси, валики, штифты могут быть изготовлены из точных холоднотянутых прутков без дополнительной механической обработки их наружных по­верхностей.

В некоторых случаях целесообразно применять посадки, образованные таким сочетанием по­лей допусков отверстия и вала, когда ни одна из деталей не является основной. Такие посадки на­зываются внесистемными.

Четвертый принцип построения СДП (установлена нормальная температура).

Допуски и предельные отклонения, установленные в настоящем стандарте, относятся к размерам деталей при температуре +20 °С.

Рисунок 6

1.1.3 Правила образования посадок

Можно применять любое сочетание полей допусков, установленных стандартом.

Посадки должны назначаться либо в системе отверстия, либо в системе вала.

Применение системы отверстия предпочтительнее.

Следует отдавать предпочтение рекомендуемым посадкам (см. ГОСТ 25347—82), при этом в первую очередь — предпочтительным.

Посадки с 4-го по 7-й квалитеты рекомендуется образовывать путем сопряжения отверстия на квалитет грубее, чем вал.

Отверстия при прочих равных условиях изготавливаются с большими погрешностями, чем валы, поэтому и допуск посадки делится не поровну, большая часть отдается отверстию, меньшая — валу.

1.1.4 Нанесение предельных отклонений размеров

Способы нанесения предельных отклонений линейных размеров приведены в таблице 2. При указании предельных отклонений следует руководствоваться следующими правилами.

Предельные отклонения размеров следует указывать непосредственно после номинальных раз­меров.

Предельные отклонения линейных и угловых размеров относительно низкой точности допускает­ся не указывать непосредственно после номинальных размеров, а оговаривать общей записью в технических требованиях чертежа.

Например, «ГОСТ 30893.1 — m», что означает — неука­занные предельные отклонения линейных размеров, радиусов скругления, высот фасок, гловых
размеров должны иметь симметричные отклонения по классу точности средний.*

Общие допуски установлены по четырем классам точности: точный — f, средний — m; грубый — с; очень грубый — v. Числовые значения предельных отклонений приведены в ГОСТ 30893.1—2002.

При указании предельных отклонений предпочтение следует отдавать условному обозначению полей допусков.

При указании предельных отклонений условными обозначениями обязательно указывать их числовые значения в следующих случаях:

при назначении предельных отклонений размеров, не включенных в ряды нормальных ли­нейных размеров по ГОСТ 6636—69;

при назначении предельных отклонений, условные обозначения которых не предусмотрены в ГОСТ 25347—82;

при назначении предельных отклонений размеров уступов с несимметричным полем допуска.

Предельные отклонения угловых размеров указывают только числовыми значениями.

* Применение симметричных предельных отклонений для линейных размеров обусловлены необходимостью согласования с требованиями стандартов некоторых европейских государств. Однако еще в 30-е годы прошлого века отечественные спе­циалисты отказались от симметричного назначения допусков, перейдя на более прогрессивные односторонние предельные отклонения. В связи с чем уменьшились ошибки при проектировании, сократился брак при изготовлении деталей, снизилось число дополнительных операций при сборке. Действительно, назначив, например, отклонения на размер вала по h 14, а на размер отверстия втулки по Н14, обеспечивается скользящая посадка, в то время как, назначив симметричные предель­ные отклонения на аналогичные размеры деталей, собрать их будет не всегда возможно.

В связи с этим стандартом предусмотрена возможность применять односторонние предельные отклонения для размеров валов и отверстий по квалитетам ГОСТ 25346 и ГОСТ 25348 для классов точности: точный — 12 квалитет; средний — 14 квалитет; грубый — 16 квалитет; очень грубый — 17 квалитет.

В этом случае общая запись в технических требованиях чертежа должна быть следующая: "Общие допуски по ГОСТ 30893.1: Н14, h14, +IT14/2», что означает - неуказанные предельные отклонения отверстий должны быть выполнены по Н14, валов - по h 14, прочие размеры должны иметь симметричные отклонения ± IT14/2.

Данная запись одновременно устанавливает предельные отклонения радиусов скруглений, высот фасок, угловых размеров с неуказанными допусками. Числовые значения предельных отклонений приведены в ГОСТ 30893.1—2002.

Таблица 2

1.1.5 Методы выбора посадок

Выбор посадок производится одним из трех методов.

Метод прецедентов, или аналогов. Посадка выбирается по аналогии с посадкой в надежно рабо­тающем узле. Сложность метода заключается в оценке и сопоставлении условий работы посадки в проектируемом узле и аналоге.

Метод подобия — развитие метода прецедентов. Посадки выбираются на основании рекоменда­ций отраслевых технических документов и литературных источников. Недостатком метода являет­ся, как правило, отсутствие точных количественных оценок условий работы сопряжений.

Расчетный метод является наиболее обоснованным методом выбора посадок. Посадки рассчи­тываются на основании полуэмпирических зависимостей. Однако формулы не всегда учитывают сложный характер физических явлений, происходящих в сопряжении.

В любом случае новые опытные образцы изделий перед запуском в серийное производство проходят целый ряд испытаний, по результатам которых отдельные посадки могут быть подкоррек­тированы. Квалификация конструктора, в частности, определяется и тем, потребовалась ли коррек­тировка посадок в разработанном им узле.

1.1.6 Посадки с зазором

Особенности посадок

В сопряжении образуются зазоры. На (рис. 7) приведена в сокращении схема расположения полей допусков посадок с зазором в системе отверстия для размеров до 500 мм.

Посадки применяются как в точных, так и в грубых квалитетах.

Посадки предназначены для подвижных сопряжений, например для подшипников скольжения, а также для неподвижных сопряжений, например для обеспечения беспрепятственной сборки деталей, что особенно важно при автоматизации сборочных операций.

Рисунок 7

Области применения некоторых рекомендуемых посадок с зазором

Посадки H/h — «скользящие». Наименьший зазор в посадках равен нулю. Они установлены во всем диапазоне точностей сопрягаемых размеров

(4... 12-й квалитеты). В точных квалитетах они применяются как центрирующие посадки, т. е. обеспечивают высокую степень совпадения центра вала, с центром сопрягаемого с ним отверстия. Допускают медленное вращение и продольное пе­ремещение, чаще всего используемое при настройках и регулировках.

Посадка H7/h6 применяется в неподвижных соединениях при высоких требованиях к точно­сти центрирования часто разбираемых деталей: сменные зубчатые колеса на валах, фрезы на оправках, центрирующие корпуса под подшипники качения, сменные кондукторные втулки и т. д. Для подвижных соединений применяется посадка шпинделя в корпусе сверлильного станка.

Посадки H8/h7, H8/h8 имеют примерно то же назначение, что и посадка H7/h6, но характе­ризуются более широкими допусками, облегчающими изготовление детали.

Посадки H/h в более грубых квалитетах (с 9-го по 12-й) предназначены для неподвижных и подвижных соединений малой точности. Применяются для посадки муфт, звездочек, шкивов на валы, для неответственных шарниров, роликов и т. п.

Посадки Н/g, G/h — «движения». Обладают минимальным по сравнению с другими посадками гарантированным зазором. Установлены только в точных квалитетах с 4-го по 7-й. Применяются для плавных, чаще всего возвратно-поступательных перемещений, допускают медленное вращение при малых нагрузках.

Посадки Н6/g5, Н7/g6 применяются в плунжерных и золотниковых парах, в шпинделе дели­тельной головки и т. п.

Посадки H/f, F/'h — «ходовые». Характеризуются умеренным гарантированным зазором. Приме­няются для обеспечения свободного вращения в подшипниках скольжения общего назначения при легких и средних режимах работы со скоростями не более 150 рад/с и в опорах поступательного перемещения.

Посадки H7/f7, H8/f8 применяются в подшипниках скольжения коробок передач различных станков, в сопряжениях поршня с цилиндром в компрессорах, в гидравлических прессах и т. п.

Посадки Н/е, E/h — «легкоходовые». Обладают значительным гарантированным зазором, вдвое большим, чем у ходовых посадок. Применяются для свободного вращательного движения при по­вышенных режимах работы со скоростями более 150 рад/с, а также для компенсации погрешно­стей монтажа и деформаций, возникающих во время работы.

Посадки Н7/е81, Н8/е8 применяются для подшипников жидкостного трения турбогенераторов, больших электромашин, коренных шеек коленчатых валов.

Посадки H/d, D/h —«широкоходовые». Характеризуются большим гарантированным зазором, по­зволяющим компенсировать значительные отклонения расположения сопрягаемых поверхностей и температурные деформации и обеспечить свободное перемещение деталей или их регулировку и сборку.

Посадки H8 / d9, H9/d9 применяются для соединений при невысоких требованиях к точности, для подшипников трансмиссионных валов, для поршней в цилиндрах компрессоров.

Посадка H11/d11 применяется для крышек подшипников и распорных втулок в корпусах, для шарниров и роликов на осях.

Расчет посадок с зазором

В зависимости от применения посадок производятся и соответствующие расчеты, например, при­меняя посадку H/h как центрирующую, рекомендуется определить, прежде всего, наибольшую величину эксцентриситета. В тех случаях, когда рабочая температура для деталей соединения существенно отличается от нормальной, расчет посадки рекомендуется производить исходя из температурных деформаций сопрягаемых деталей.

Расчет подшипников скольжения

Рассмотрим упрощенный метод расчета зазоров и выбора посадок подшипников скольжения с гид­родинамическим режимом работы. У гидродинамических подшипников смазочное масло увлекает­ся вращающейся цапфой в постепенно сужающийся клиновой зазор между цапфой и вкладышем подшипника, в результате чего возникает гидродинамическое давление, превышающее нагрузку на опору. Цапфа всплывает (рис. 8). В месте наибольшего сближения цапфы и вкладыша образуется масляный слой толщиной h.

Качество, надежность и долговечность работы подшипника зависят от толщины масляного слоя h, на которую, при прочих равных условиях работы подшипника, будет влиять зазор S (разность ме­жду диаметром цапфы и диаметром отверстия вкладыша). Допустим, что зазор S будет очень не­большим, в этом случае величина h также будет маленькой, по ряду причин работа подшипника в таких условиях будет неустойчивой. Теперь пусть зазор S будет достаточно большим, и в этом случае значение h будет маленьким из-за малой подъемной силы гидродинамического клина. Отсюда можно сделать вывод, что для определенных условий работы имеется некоторый интервал, внутри которого будет существовать надежное всплытие.

Рисунок 8

Сущность расчета посадки заключается в том, чтобы определить интервал зазоров (S_min).. (S_max) (рис. 8), при котором величина всплытия будет не меньше предварительно выбранной допустимо минимальной толщины масляного слоя [h_min]. Исходя из сказанного, найдем величину [h_min] и установим зависимость между h и S.

Для обеспечения жидкостного трения необходимо, чтобы микронеровности цапфы и вкладыша не касались при работе подшипника. Это возможно при условии:

[h_min] > R_Z1+ R_Z2 +R_Z+ + p+ изг+ д; (формула 1)

где — высота неровностей поверхностей вкладыша подшипника и цапфы вала;

— поправки, учитывающие влияние погрешностей формы и расположения цапфы и вкла­дыша;

— поправка, учитывающая влияние изгиба вала;

— добавка, учитывающая разного рода отклонения от принятого режима работы. Для упрощенного расчета можно применять зависимость:

[h_min] > k(R_Z1+ R_Z2 + _Д); (формула 2)

где, k — коэффициент запаса надежности по толщине масляного слоя

(к > 2).

Известна зависимость для среднего удельного давления у гидродинамического подшипника:

где — динамическая вязкость масла при рабочей температуре подшипника, Нс/м²;

— угловая скорость цапфы, рад/с; S — диаметральный зазор, м;

D — номинальный диаметр сопряжения, м;

Определим из формулы (3) значение S:

С учетом формулы (4) найдем выражение для h:

С_R — безразмерный коэффициент загруженности подшипника, зависящий от 1/D и ;

I — длина подшипника, м;

— относительный эксцентриситет, который связан зависимостью с h:

Значения (1 - ) = А в зависимости от и 1/D приведены в табл. 3.

Таким образом, определив минимально допустимую величину всплытия —[h_min]. По форму­ле (1.2), мы сможем определить величину А:

а по таблице 3 — значения _max и _min. По найденным значения _max и _min определим по форму­ле соответственно [S_min] и [S_max].

Таблица 3