Важная роль в расчетах нагруженности подшипников скольжения отводится определению ширины площадки контакта. Для её расчета обычно используют формулу Герца. В [1] предложена формула для определения ширины площадки контакта сопряжения вал-втулка с близкими радиусами. В данной работе проводилось экспериментальное определение ширины площадки контакта в сопряжении вал-втулка с близкими радиусами и сравнительная оценка достоверности предложенной формулы [1] и формулы Герца. Были изготовлены вал из стали 45 и две втулки из антифрикционных материалов: №1 – из бронзы БрОЦС 6-6-3, №2 – из цинкового сплава ЦАМ9-1,5. Диаметры вала и втулок: вал – 40 + 0,002 мм, втулка №1 – 40,12 мм, втулка №2 – 40,32 мм, что обеспечивает создание в сопряжениях относительных зазоров, соответствующих подшипникам скольжения. Длина втулок составляла 10 мм. Модули упругости при сжатии вала и втулок определялись экспериментально и составляли: для вала – 201030 МПа, для втулки №1- 84268 МПа, для втулки №2- 59123 МПа. Ширина площадки определялась по отпечатку вала на втулках с помощью мелкодисперсной краски. Результаты экспериментов показали достаточно точное соответствие ширины площадки контакта, рассчитанным по предложенной формуле, во всем диапазоне нагрузок (таблица). Результаты расчета по формуле Герца оказались отличающимися от экспериментальных.
Ширина площадки контакта (мм)
|
Нагрузка F, кг |
200 |
500 |
1000 |
1500 |
2000 |
|
Эксперимент |
14,50/11,33 |
18,25/14,0 |
20,3/15,5 |
23,16/18,5 |
24,5/20,8 |
|
По предложенной формуле |
12,6/9,71 |
16,44/12,67 |
20,12/15,5 |
22,63/17,44 |
24,61/18,97 |
|
По формуле Герца |
13,5/9,52 |
21,46/15,5 |
30,3/21,28 |
37,17/26,07 |
42,9/30,10 |
|
Числитель – БрОЦС6-6-3, знаменатель – ЦАМ 9-1,5 |
|||||