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,

формула

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

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

формула

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) формула — 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,

формула

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

формула

где Ро — статическая эквивалентная нагруз­ка (Р0r или Р0а); 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 на груженных подшипников.

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

формула

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 = Тнг + Тсм + Тб,

где Тб = fб Fa Dpw , 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 = fп Тнг,

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.

« Назад [Трение в подшипниках] Далее »