В отличие от обычной постановки вопроса о границах будем рассматривать расположение и протяженность смазочного слоя как средство конструирования подшипников. Действительно, с точки зрения гидродинамики, конструирование подшипников сводится к тому или иному расположению несущего смазочного слоя в рабочем зазоре при условии, что оно не противоречит естественному характеру течения смазочной жидкости.
Таким образом, на первом этапе решается задача гидродинамики о расположении и протяженности смазочного слоя безотносительно к конструкции, но с учетом естественного характера течения смазки в рабочем зазоре подшипника. Только после выбора оптимальной (с точки зрения гидродинамических характеристик) схемы подшипника следует приступать к ее конструктивному оформлению, т. е. решать, какими конструктивными средствами можно обеспечить требуемые расположение и протяженность несущего слоя.
Задача о границах смазочного слоя упрощается и приобретает определенность, если в пределах рабочей поверхности скольжения не происходит обрыва слоя и нет области разрежения, так как границы несущего смазочного слоя в этом случае совпадают с геометрическими границами рабочей поверхности скольжения.
Уже первые результаты сопоставления характеристик подшипников с симметричным и несимметричным относительно центральных осей расположением смазочного слоя в зазоре позволили выявить ряд существенных преимуществ последних и определить перспективное направление исследований н конструирования гидродинамических подшипников [5, 6]. По методике работ [5—7] на ЭВМ Минск-22 проведены расчеты вариантов подшипников трех типов: первый — полный цилиндрический подшипник; второй — подшипник традиционной конструкции с симметричным расположением рабочей поверхности и дугой охвата у= 100-Ь 180°; третий— подшипник с несимметричным относительно центральной вертикальной оси расположением поверхности скольжения, В подшипниках этого типа несущий смазочный слой начинается в максимальном сечении зазора и искусственно обрывается на выходной кромке рабочей
поверхности скольжения, расположенной в нижней половине под углом а=15-г-40° к плоскости горизонтального разъема. Предполагается, что в подшипниках рассматриваемых типов граница естественного обрыва слоя совпадает с точкой, где давление и градиент давления одновременно равны нулю, еслн обрыв слоя происходит в пределах рабочей поверхности скольжения. Характеристики подшипников симметричного и несимметричного типов считаются сопоставимыми при выполнении условия 180°—у=2а.
На рис. 1 изображены зависимости коэффициента грузоподъемности смазочного слоя Фр от величины эксцентриситета. Из сопоставления следует, что при значениях угла до а=30° величина Фр несимметричных подшипников выше, чем симметричных во всем диапазоне изменения эксцентриситета. При а=35° и более такое соотношение имеет место только при высоких значениях %, причем грузоподъемность несимметричных подшипников приближается к теоретически максимально возможной величине грузоподъемности полного подшипника.
На рис. 2 представлен характер изменения коэффициента расхода смазочной жидкости Фд. Подшипники несимметричного типа во всем диапазоне изменения эксцентриситета имеют коэффициент расхода более высокий, чем симметричные подшипники. Причем величина Фя резко возрастает с увеличением угла а у несимметричных подшипников, в то время как изменение дуги охвата у у симметричных подшипников не сказывается существенно на величине коэффициента расхода смазки.
На рис. 3 дано изменение коэффициента потерь на трение Фг в смазочном слое. При углах а=15-ь25° величина Ф% несимметричных подшипников выше, чем соответствующих им симметричных с у= 150-г-130°. В случае а=30° и более это соотношение изменяется в пользу несимметричных подшипников в диапазоне малых и средних значений эксцентриситета. При больших значениях эксцентриситета величина Фт несимметричных подшипников стремится к значению для полного подшипника. Некоторое повышение значений Фт несимметричных подшипников по сравнению с соответствующими симметричными объясняется большей протяженностью несущего смазочного слоя у первых. Поэтому более показательным является сравнение относительных величин потерь мощности на единицу несущей способности Фх/Фр. В диапазоне изменения углов а=15ч-35° несимметричные подшипники имеют меньшую относительную величину потерь, чем соответствующие симметричные подшипники с дугой охвата у=150-н110°.