Общий каталог SKF (1041154), страница 16
Текст из файла (страница 16)
88Уточненный расчет момента трения............................................................................ 88Новая модель SKF для расчета момента трения.......................................................... 89Момент трения качения.......................................................................................................................90Момент трения скольжения................................................................................................................90Момент трения уплотнений................................................................................................................90Дополнительные факторы, влияющие на моменты трения в подшипниках..............................96Коэффициент уменьшения за счет нагрева смазочного материала............................................97Коэффициент уменьшения в режиме кинематического смазочного голодания........................98Потери на сопротивление в условиях смазывания масляной ванной..........................................98Режим смешанного трения для малых скоростей и вязкостей......................................................
100Влияние величин зазора и перекоса на трение............................................................................... 101Влияние пластичной смазки на трение............................................................................................. 102Фрикционные характеристики гибридных подшипников............................................ 102Пусковой крутящий момент........................................................................................ 103Потери мощности и температура подшипника............................................................ 103Примеры расчетов...................................................................................................... 10487ТрениеТрение в подшипнике качения является определяющим фактором теплообразования и,следовательно, его рабочей температуры.Величина трения зависит от нагрузки и некоторых других факторов, наиболее существенные из которых – тип и размер подшипника,рабочая частота вращения, характеристикии количество смазочного материала.Общее сопротивление вращению подшипника состоит из трения качения и трения скольжения в контактах качения, зонах контактамежду телами качения и сепаратором, а такжена направляющих поверхностях тел каченияили сепаратора, трения в смазочном материалеи трения скольжения контактных уплотнений,при наличии таковых.Tаблица 1Постоянный коэффициент трения mдля подшипников без уплотненийТипподшипникаKоэффициенттренияmРадиальные шарикоподшипники0,0015Радиально-упорныешарикоподшипники– однорядные– двухрядные– с четырехточечным контактом Самоустанавливающиесяшарикоподшипники0,00200,00240,00240,0010Цилиндрическиероликоподшипники– с сепаратором, если Fa ≈ 0– бессепараторные, если Fa ≈ 00,00110,0020Конические роликоподшипники0,0018Сферические роликоподшипники0,0018Тороидальныероликоподшипники CARB0,0016Упорные шарикоподшипники0,0013Упорные цилиндрическиероликоподшипники0,0050Упорные сферическиероликоподшипники0,001888Оценка момента тренияПри некоторых условиях, а именно:• нагрузка на подшипник P ≈ 0,1 C• хорошее смазывание• нормальные условия эксплуатации,момент трения можно с достаточной точностьюрассчитать при помощи постоянного коэффициента трения m из следующего уравнения:M = 0,5 m P d,гдеM=момент трения, Нммm =постоянный коэффициент трения дляподшипника († табл.
1)P=эквивалентная динамическая нагрузкана подшипник, Нd =диаметр отверстия подшипника, ммУточненный расчетмомента тренияОдин из методов расчета момента тренияподшипника качения заключается в том, чтомомент трения делится на независимый отнагрузки момент M0 и зависимый от нагрузкимомент M1, которые затем складываютсяи дают суммарный моментM = M0 + M1Таким был метод расчета до сих пор. Однакоточность расчетов можно повысить, еслив основу такого деления положить не зависимость от нагрузки, а тип источника трения.В сущности, к M0 можно отнести дополнительные внешние источники трения вместе с «гидродинамическим» компонентом трения качения,который также имеет зависимую от нагрузкисоставляющую.Для точного расчета момента тренияв подшипнике качения должны быть учтенычетыре разных источника:M = Mrr + Msl + Mseal + Mdrag,гдеM =общий момент трения, НммMrr =момент трения качения, НммMsl =момент трения скольжения, НммMseal=момент трения уплотнений, НммMdrag=момент трения за счет сопротивлениясмазки, взбалтывания, разбрызгиванияи пр., НммЭтот новый подход выявляет источники тренияв каждом контакте, возникающем в подшипнике, и их комбинации; кроме того, в целяхпрогнозирования общего момента трения помере добавления уплотнений и дополнительных внешних источников трения к общей суммеможно добавлять новые слагаемые.
Посколькуэта модель учитывает все контакты без исключения (включая дорожки качения и борты),имеется возможность внесения поправок, отражающих конструктивные изменения и улучшения поверхностей подшипников, вносимых SKF.В последующих разделах рассмотрениеновой модели SKF для расчета моментовтрения начинается с простейшей формулы,суммирующей моменты трения качения, скольжения и уплотнений. Далее будут рассмотреныэффекты уровня масла в подшипнике, режимасмазочного голодания на высоких скоростях,нагрева при сдвиге смазочного материалаи смазывания в режиме смешанного трения.Новая модель SKF длярасчета момента тренияНовая модель SKF обеспечивает более точныйрасчет момента трения, возникающего в подшипниках качения, и выражается следующимуравнением:M = Mrr + Msl + Mseal + MdragНовая модель SKF была выведена из болеесложных вычислительных моделей SKF и обеспечивает вычисление приблизительных номинальных величин для следующих рабочихусловий:• Cмазывание пластичной смазкой или с использование таких традиционных способовсмазывания маслом, как масляная ванна,точечная смазка и впрыск масла.• Для спаренных подшипников требуетсяпроизвести расчет момента трения длякаждого подшипника отдельно, а затемсложить полученные величины.
Радиальнаянагрузка делится поровну между двумяподшипниками; осевая нагрузка делитсяв зависимости от типа подшипникового узла.• Величина нагрузки равна или превышаетвеличину рекомендуемой минимальнойнагрузки.• Постоянные нагрузки по величине и направлению.• Hормальный рабочий зазор в подшипнике.ПримечаниеПоскольку расчеты с использованиемприводимых здесь формул достаточносложны, мы настоятельно рекомендуемиспользовать инструменты расчета,имеющиеся в «Интерактивном инженерном каталоге SKF» на интернет-сайтеwww.skf.com.89ТрениеМомент трения каченияРасчет момента трения качения осуществляетсяпо формуле:Mrr = Grr 1n n20,6,гдеMrr=момент трения качения, НммGrr =переменная, зависящая от– типа подшипника– среднего диаметра подшипника dm = 0,5 (d + D), мм– радиальной нагрузки Fr, N– осевой нагрузки Fa, Nn =частота вращения, об/минn =кинематическая вязкость смазочногоматериала при рабочей температуре,мм2/с (для пластичной смазки величинавязкости базового масла)Величины Grr можно получить при помощи формул, приведенных в табл.
2, а величины геометрической константы R приведены в табл. 3,начиная со стр. 92. Обе величины нагрузки,Fr и Fa, всегда считаются положительными.Момент трения скольженияРасчет момента трения скольжения производится по формуле:Msl = Gsl ms,lгдеMsl=момент трения скольжения, НммGsl =переменная, зависящая от– типа подшипника– среднего диаметра подшипника dm= 0,5 (d + D), мм– радиальной нагрузки Fr, N– радиальной нагрузки Fa, Nmsl =коэффициент трения скольжения, в условиях образования полноценной смазочнойпленки, т.е.
k ≥ 2, может быть установлена0,05 для смазывания минеральнымимаслами0,04 для смазывания синтетическимимаслами0,1 для смазывания трансмиссионнымижидкостямиДля цилиндрических или коническихроликоподшипников вместо вышеуказанных следует использовать следующие90величины:0,02 для цилиндрических роликоподшипников0,002 для конических роликоподшипниковВеличины Gsl могут быть получены при помощиформул, приведенных в табл. 2 и значенийгеометрической константы S, указаных втабл. 3, начиная со стр. 92.Момент трения уплотненийЕсли подшипники снабжены контактнымиуплотнениями, потери на трение уплотнениймогут превышать потери на трение в подшипнике. Момент трения уплотнений подшипниковс уплотнениями на обеих сторонах можно приблизительно рассчитать при помощи следующего эмпирического уравнения:Mseal = KS1 dsb + KS2,гдеMseal=момент трения уплотнений, НммKS1 =константа, зависящая от типа подшипникаKS2 =константа, зависящая от типа подшипника и уплотненияds =диаметр сопр.
поверхности уплотнения(† табл. 4, стр. 96)b =показатель, зависящий от типа подшипника и уплотненияВеличины констант KS1, KS2 и показателя bможно найти в табл. 4,стр. 96.Mseal – момент трения, возникающий за счетдвух уплотнений. Если установлено толькоодно уплотнение, возникающий момент трениябудет равен 0,5 Mseal.Для уплотнений типа RSL, предназначенныхдля радиальных шарикоподшипников с наружным диаметром свыше 25 мм, следует использовать расчетную величину Mseal независимоот количества установленных уплотнений.Tаблица 2aГеометрические и зависящие от нагрузки переменные для расчета моментов трения качения и скольжения –радиальные подшипникиТип подшипникаПеременные трения каченияGrrРадиальные шарикоподшипники если Fa = 0Grr = R1 dm1,96 Fr0,54Переменные трения скольженияGslесли Fa = 0Gsl = S1 dm–0,26 Fr5/3если Fa > 0если Fa > 01/3qR2w0,54qS2 dm1,5 w1,96Grr = R1 dm Fr + ––––––– FaGsl = S1 dm–0,145 Fr5 + –––––––– Fa4<<zsin aFsin aF zРадиально-упорныешарикоподшипники1)Grr = R1 dm1,97 3Fr + Fg + R2 Fa4 0,54Gsl = S1 dm0,26 31Fr + Fg24/3 + S2 Fa4/34Fg = R3 dm4 n2Fg = S3 dm4 n2Шарикоподшипникис четырехточечнымконтактомGrr = R1 dm1,97 3Fr + Fg + R2 Fa4 0,54Gsl = S1 dm0,26 31Fr + Fg24/3 + S2 Fa4/34Fg = R3 dm4 n2Fg = S3 dm4 n2СамоустанавливающиесяшарикоподшипникиGrr = R1 dm2 3Fr + Fg + R2 Fa40,54Gsl = S1 dm–0,12 31Fr + Fg24/3 + S2 Fa4/34Fg = R3 dm3,5 n2Fg = S3 dm3,5 n2ЦилиндрическиероликоподшипникиGrr = R1 dm2,41 Fr0,31Gsl = S1 dm0,9 Fa + S2 dm FrGrr = R1 dm2,38 1Fr + R2 Y Fa20,31Gsl = S1 dm0,82 1Fr + S2 Y Fa2СферическиероликоподшипникиGrr.e = R1 dm1,85 1Fr + R2 Fa20,54Gsl.e = S1 dm0,25 1Fr4 + S2 Fa421/3Grr.l = R3 dm2,3 1Fr + R4 Fa20,31Gsl.l = S3 dm0,94 1Fr3 + S4 Fa321/3если Grr.e < Grr.lесли Gsl.e < Gsl.lGrr = Grr.eGsl = Gsl.eиначеиначеGrr = Grr.lGsl = Gsl.lТороидальныероликоподшипники CARBесли Fr < 1R21,85 dm0,78/R11,8522,35если Fr < 1S2 dm1,24/S121,5Grr.e = R1 dm1,97 Fr0,54Gsl.e = S1 dm–0,19 Fr5/3иначеиначеGrr.l = R2 dm2,37 Fr0,31Gsl.l = S2 dm1,05 FrКоническиероликоподшипники 1)aF = 24,6 1Fa/C020,24, градусыКоэффициент осевой нагрузкиКоэффициент осевой нагрузкиY для однорядных подшипников1)В качестве величины F должна использоваться величина внешней осевой нагрузкиa91ТрениеTаблица 2bГеометрические и зависящие от нагрузки переменные для расчета моментов трения качения и скольжения – упорныеподшипникиТип подшипникаПеременные трения каченияGrrПеременные трения скольженияGslУпорные шарикоподшипникиGrr = R1 dm1,83 Fa0,54Gsl = S1 dm0,05 Fa4/3Упорные цилиндрическиероликоподшипникиGrr = R1 dm2,38 Fa0,31Gsl = S1 dm0,62 FaУпорные сферическиероликоподшипникиGrr.e = R1 dm1,96 (Fr + R2 Fa)0,54Gsl.e = S1 dm–0,35 (Fr5/3 + S2 Fa5/3)Grr.l = R3 dm2,39 (Fr + R4 Fa)0,31Gsl.l = S3 dm0,89 (Fr + Fa)when Grr.e < Grr.lесли Grr = Grr.ewhen Gsl.e < Gsl.lеслиGsr = Gsl.eotherwiseиначеGrr = Grr.lotherwiseиначеGsr = Gsl.lGf = S4 dm0,76 (Fr + S5 Fa)GfGsl = Gsr +–61,4e10 (n n) dmTаблица 3Геометрические константы моментов трения качения и скольженияТип подшипникаГеометрические константымоментов трения каченияR2R3R1моментов трения скольженияS1S2S3Радиальные шарикоподшипникисм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
