Ketebalan film oli minimum adalah nilai terpenting dalam desain bantalan film fluida leher aksial bidang. Jika Anda salah, logam menyentuh logam. Kemudian Anda mencetak gol dan bantalannya cepat rusak. Jika Anda melakukannya dengan benar, bantalan dapat bekerja dengan lancar dalam waktu lama. Makalah ini memperkenalkan apa arti ketebalan film minimum, bagaimana ketebalan film minimum dihitung, bagaimana perubahan ketebalan film minimum, dan mengapa sebagian besar insinyur tidak cukup memperhatikan ketebalan film minimum.
Mengapa Ketebalan Film Minimum lebih penting dari yang Anda kira
Pada bantalan film fluida leher aksial biasa, poros tidak menyentuh permukaan bantalan saat berjalan normal. Terdapat lapisan tipis minyak di antara kedua permukaan. Ketebalan lapisan ini tidak selalu sama. Bagian bawah paling tebal dan bebannya paling tinggi. Minyak paling tipis merupakan tempat berkumpulnya.
Titik tertipis adalah ketebalan lapisan oli minimum. Mereka menyebutnya Humin.
Jika h_min kurang dari kekasaran dua permukaan, tonjolan kecil pada kedua permukaan mulai bertumbukan. Ini adalah garis antara film minyak yang bagus dan film minyak yang buruk. Setelah itu umur Bearing akan menurun dengan cepat.
Ada pepatah lama dalam buku tribologi:
h_min Lebih besar dari atau sama dengan 3 × (W + S)
Di sini, Sigma adalah kekasaran permukaan setiap bagian. Nomor 3 adalah keselamatan. Itu berasal dari data pengujian yang dikumpulkan selama bertahun-tahun. Anda dapat menemukan aturan ini di buku pegangan desain mesin standar.
Bagaimana Cara Menghitung Ketebalan Lapisan Minyak Minimum?
Matematikanya berasal dari persamaan Reynolds. Persamaan ini menjelaskan bagaimana tekanan bekerja pada lapisan tipis minyak. Untuk biasaBantalan Film Cairan Jurnal Biasadalam homeostatis, Anda dapat mencari jam _ menit menggunakan matematika pada bagan Raimondi-Boyd atau bilangan Sommerfeld.
Sommerfeld (S) adalah:
S = (μ × N × r2) / (P × c2)
Lokasi:
mu=viskositas minyak (Pa.
N=kecepatan poros (putaran/dtk)
r=radius jurnal (m)
P=Beban per wilayah (Pa)
c=jarak bebas radial (m)
Ketika Anda mendapatkan S, carilah rasio eksentrisitas (epsilon) dalam diagram standar. Kemudian:
h_min=c × (1 − ε)
Persamaan tersebut menunjukkan gambaran keseluruhan. Jika jaraknya lebih kecil, atau jika epsilon mendekati 1 (poros hampir menyentuh bantalan), h_min turun dengan sangat cepat.
Pendekatan ini berasal dari Raimondi dan Boyd (1958). Karya mereka, yang diterbitkan dalam Journal Lubrication Technology, tetap menjadi referensi utama untuk desain bearing di sekolah dan pabrik.
Apa yang mengontrol Ketebalan Film Minimum?
Berikut lima hal yang paling penting:
| Faktor | Apa yang Terjadi pada h_min |
|---|---|
| Viskositas minyak (μ) | Viskositas lebih tinggi → film lebih tebal |
| Kecepatan poros (N) | Kecepatan lebih tinggi → film lebih tebal |
| Jarak bebas radial (c) | Jarak bebas lebih besar → film lebih tebal |
| Beban (P) | Beban lebih tinggi → film lebih tipis |
| Kekasaran permukaan (σ) | Permukaan yang lebih kasar → membutuhkan film yang lebih tebal |
Viskositas dan kecepatan adalah pengungkit terkuat. Dalam banyak kasus, lonjakan viskositas sebesar 50% dapat mencapai dua kali kecepatan jam _ menit. Itu sebabnya kegagalan bearing sering kali disebabkan oleh pemilihan oli yang salah atau penurunan suhu yang tiba-tiba (yang mengencerkan oli).
Suhu adalah masalah besar. Minyak lebih encer saat panas. Bantalan masih utuh pada suhu 40 derajat dan pada suhu 80 derajat C h_min turun di bawah tingkat aman. Jadi saat memeriksa ketebalan film, pastikan untuk memperhatikan suhunya.
Nilai-Nilai Khas dan apa sebenarnya arti "kurus".
Untuk bantalan film aksial bidang industri biasa dengan diameter 50 mm, jarak bebas 0,1 mm, kecepatan 1.500 RPM dan beban sedang, ketebalan film minimum biasanya antara 5 dan 20 mikron.
Rambut manusia memiliki ketebalan sekitar 70 mikron. Jadi filmnya lebih tipis dari rambut. Biasanya hanya sebagian kecil dari lebar rambut.
Namun lapisan ini mampu membawa beban berton-ton. Beginilah cara kerja pelumasan hidrodinamik.
Kesalahan umum dalam praktik
Lupakan suhu. Banyak desainer menghitung h_min pada suhu kamar. Tapi bearing menjadi panas saat dijalankan. Ketebalan film pada suhu pengoperasian sebenarnya 30–50% lebih rendah dibandingkan volume dingin.
Gunakan ruang kepala nominal, bukan ruang kepala sebenarnya. Toleransi, pemuaian panas, dan keausan semuanya mengubah kesenjangan aktual seiring berjalannya waktu. Jika Anda mendesain aBantalan Film Cairan Jurnal Biasadengan angka nominal, Anda tidak memiliki margin.
Abaikan cat permukaan. Sumbu dengan Ra=0.8 μm dan bantalan dengan Ra=0.4 μm memerlukan setidaknya 3,6 mikron jam _ mnt untuk menghindari kontak benturan. Jika matematika Anda memberi Anda 3,0 μm, Anda sudah berada dalam masalah.
Ide-ide ini diulangi dalam buku teks tribologi dan buku teks desain mesin, termasuk yang digunakan dalam mata kuliah universitas dan diterbitkan oleh perkumpulan teknik besar. Sebuah yang tepatBantalan Film Cairan Jurnal Biasadesain bergantung pada pemahaman prinsip-prinsip ini.