Справочные данные по деталям машин

 

Главная

 

Трение в подшипниках качения

 

Энергетические потери в подшипники складываются в основном из потерь на трение, возникающих вследствие проскальзывания в местах контакта тел качения, кольцами и сепаратором, несовершенной упругости материала тел качения и колец, механических потерь в смазочном материале. Переходя в теплоту, эти потери вызывают повышение температуры подшипниковых узлов. Они не являются постоянными во времени и определяются конструкцией подшипника, режимами его работы и смазки. Мощность (Вт), расходуемая  на преодоление трения в подшипнике,

 

 

где Ртp - момент трения, Н·м; n - час вращения, об/мин.

Приближенно оценить момент трения при действии результирующей нагрузки, превышающей 10-20% динамической грузоподъемности, можно по формуле

 

 

где fтp - приведенный коэффициент трения (в зависимости от условий работы и подшипника fтр = 0,001-0,02; для подшипников с пластичным смазочным материалом значения fтр приведены в табл. 74)  - результирующая нагрузка на подшипник, Н; d - диаметр отверстия подшипника, мм.

 

74. Значения коэффициента fтр

 

Тип подшипника

fтр

Шариковый;

радиальный

0,0020

сферический

0,0015

радиально-упорный и упорный

0,0030

Роликовый;

с короткими цилиндрическими роликами

0,0020

с длинными цилиндрическими роликами

0,0040

радиальный сферический

0,0040

игольчатый

0,0080

конический

0,0080

 

При более точных расчетах момент трения определяют как сумму составляющих Тнг от нагрузки и Тсм от смазочного материала

 

Ттр = Тнг + Тсм.

 

Составляющая момента трения, обу­словленная условиями нагружения,

 

 

Здесь f1 - коэффициент, зависящий от конструкции подшипника и нагрузки. Его значения для роликовых подшипников приведены в табл. 75.

 

75. Значения коэффициента f1 для роликовых подшипников

 

Тип роликового подшипника

f1

Радиальный с цилиндрическими роликами:

с сепаратором

0,0002-0,0004

без сепаратора

0,00055

Радиальный сферический

0,0001-0,0006

Конический

0,0003-0,0004

Упорный с цилиндрическими роликами

0,0015

Упорный сферический

0,0003-0,0005

 

Для шарикоподшипников

 

 

где Ро - статическая эквивалентная нагруз­ка (Р0r или Р); С0 - статическая грузо­подъемность (С0r или С0a). Значения коэф­фициентов k1 и k приведены в табл. 76.

Условная нагрузка F1 зависит от значе­ния и направления нагрузки на подшип­ник.

 

76. Значения коэффициентов k1 и k

 

Тип шарикового подшипника

Началь­ный угол контакта, о

k1

k

Радиальный

0

0,0007

0,55

Радиально-упорный

26

0,0010

0,33

Радиально-упорный

36

0,0010

0,33

Упорный

90

0,0010

0,33

Cферический

10

0,0003

0,40

 

Для шариковых подшипников F1=1,1Fа/е–0,1Fr  при условии F1>Fr.

Для радиально-упорных роликопод­шипников

F1=1,2Fa/e при условии F1>Fr.

Для упорных и упорно-радиальных шарико- и роликоподшипников

F1=Fa

Коэффициент е для радиальных и ради­ально-упорных шарикоподшипников опре­деляют по табл. 64, а для остальных - по каталогу.

Момент Тнг доминирует в суммарном моменте трения у медленно вращающихся тяжело нагруженных подшипников.

Составляющая момента трения, обу­словленная гидродинамическими потерями в смазочном материале, Нм:

 

 

при  

 

 при

 

где v - кинематическая вязкость смазочного материала, мм/с; n - частота вращения, об/мин; Dpw - диаметр окружности, прохо­дящей по центрам тел качения, мм; fcм - коэффициент, зависящий от типа подшипника и способа смазывания, табл. 77.

Кинематическую вязкость пластичных смазочных материалов принимают по мас­лу, на основе которого изготовляют этот материал. Формула справедлива для масел с плотностью около 0,9г/см3. Для роликовых подшипников с короткими цилиндрическими роликами, работающих под действием радиальной и осевой сил, следует учитывать составляющую Тб момента трения, обусловленную трением ро­лика о направляющий борт:

 

Ттр=Тнгсмб,

 

где Тб=fбFaDpw , а коэффициент fб (табл. 78) зависит от смазочного материала и кон­струкции подшипника.

 

77. Значения коэффициента fсм при различных способах смазывания

 

Тип подшипника

Способ смазывания

Масляный туман*

Масляная ванна или пластичный

смазочный материал

Масляная ванна (вертикальный вал)

или циркуляционное смазывание

Шариковый:

 

радиальный, сферический,

упорный

0,7-1

1,5-2**

3-4

радиально- упорный:

однорядный

1,7

3

6

двухрядный

3

6

9

роликовый:

радиальный цилиндрический:

с сепаратором

1,5-2

2-3

4-6***

без сепаратора

-

5

-

радиальный сферический

2-3

4-6

8-12

конический

2-3

6

8-10

упорный:

цилиндрический

-

4

8

сферический

-

3-4

6-8

 

* Меньшие значения относятся к легким, большие - к тяжелым размерным сериям.

** Может возрастать до 5 при пластичном смазочном материале.

*** Может снижаться до 2 для горизонтального вала при циркуляционном смазывании.

 

78. Значения коэффициента fб

 

Конструктивное исполнение радиального роликового подшипника с короткими цилиндрически­ми роликами

Смазочный материал

пластичный

жид­кий

С сепаратором:

с модифицированным контактом ролика

с направляющим бортом обычной конструкции

Без сепаратора, однорядный

 

0,003

0,009

0,006

 

0,002

0,006

0,003

 

Приближенно определить момент трогания подшипника можно по формуле

 

Тп=fпТнг,

 

где fп=4 для конических роликоподшип­ников с большим углом контакта: fп=8 для упорных сферических роликоподшип­ников; fп=2 в остальных случаях.

Изложенные методы не учитывают по­тери на трение в уплотнениях закрытых подшипников, которые могут быть значи­тельными.


email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

 

Теоретическая механика   Сопротивление материалов

Прикладная механика  Строительная механика  Теория машин и механизмов

 

 

 

00:00:00

 

Top.Mail.Ru