Центробежные силы

Центробежные силыЦентробежные силы при вращении стремятся увеличить диаметры деталей, посаженных друг на друга с натягом, и ослабить плотность посадки. При определенной скорости вращения прочная связь между кольцами нарушится и посадка разъединится. Число оборотов, при котором натяг становится равным нулю и между сопряженными элементами конструкции начинает возникать зазор, называется разъединительной скоростью вращения. При соединении колец с натягом внутренний диаметр наружного кольца должен быть меньше наружного диаметра внутреннего кольца, и вследствие горячей посадки колец между ними возникают радиальные усилия.

При вращении под действием центробежных сил кольца растягиваются и контактное давление между ними уменьшается. Расчеты показывают, что деформация наружного кольца, масса которого распределена на большем диаметре, всегда больше деформации внутреннего кольца. Наличие масс, дополнительно нагружающих наружное кольцо, например лопаток вентилятора, еще больше увеличивает его диаметр.

Упругие деформации кольца в радиальном направлении пропорциональны центробежным силам, а следовательно, квадрату скорости вращения. Расчет величины посадочного натяга и напряжений во вращающихся кольцах становится простым, если ввести понятия податливости и коэффициента деформации сопрягаемых деталей. Податливость характеризует способность данной детали упруго деформироваться в определенном направлении при воздействии системы сил. Податливостью кольца называется приращение диаметра кольца под действием радиальных сил, сумма которых равна 1 т. Следует помнить, что податливость данной конструкции неодинакова в различных точках по сечению и зависит от места приложения сил. Коэффициент деформации от центробежных сил к представляет собой величину деформации (приращение диаметра кольца) данной детали при скорости вращения, равной 1 000 об/мин. Коэффициент деформации также неодинаков для различных точек рассматриваемой детали.

Например, коэффициент деформации будет различен на внутреннем и наружном диаметрах центрирующего кольца.