Условный расчет позволяет предварительно оценить пригодность выбранного материала и размеров подшипника для конкретных условий работы на основании накопленного опыта конструирования и эксплуатации машин. При этом в качестве основных критериев работоспособности приняты износостойкость и теплостойкость.
Расчет на износостойкость выполняется по среднему условному давлению между цапфой и вкладышем, что гарантирует не выдавливание смазочного материала
,
(7.3)
где Fr – радиальная нагрузка; d – диаметр цапфы; l – длина вкладыша; ψ = l/d ≈ 0,5 ÷ 1,3 – коэффициент отношения длины вкладыша к диаметру цапфы; [р] – допустимое давление.
В качестве проектного параметра обычно принимают диаметр цапфы
.
(7.4)
Расчет на теплостойкость гарантирует нормальный тепловой режим подшипника, т. е. отсутствие заедания вследствие снижения вязкости масла. Расчет производят по критерию
,
(7.5)
где υ – окружная скорость цапфы.
В таблице 7.1 приводятся значения параметров [р] и [pυ] некоторых антифрикционных материалов, применяемых для изготавливаются вкладышей подшипников скольжения.
Таблица 7.1 – Триботехнические характеристики материала вкладышей
Материал вкладыша
Давление [р], МПа
Значения [pυ], МПа·м / с
Чугун АЧК-1
0,5
2,5
Чугун АЧВ-2
Бронза БрО9Ж3
Баббит Б16
Тепловой расчет выполняют с целью определения средней температуры подшипника и динамической вязкости масла, которые необходимы для вычисления несущей способности масляного слоя.
Мощность теплообразования в подшипнике:
(7.6)
где Fr – радиальная нагрузка; υ – окружная скорость; ψ = s / d – относительный зазор (см. рисунок 7.5, а); СТ – безразмерный коэффициент сопротивления вращению; CF - безразмерный коэффициент нагруженности.
Мощность теплоотвода через корпус подшипника:
,
(7.7)
где КТ – коэффициент теплоотдачи; А – площадь поверхности корпуса подшипника; tК – температура корпуса подшипника; tO – температура окружающего воздуха.
Из уравнения теплового баланса (W1 = W2) можно определить температуру масла
,
(7.8)
где Δt ≤ [t] ≈ 80˚С – допускаемая температура масла.
Также можно определить площадь свободной поверхности корпуса подшипника:
.
(7.9)