Лабораторна робота №10. Вивчення втрат на тертя в підшипниках кочення

Мета роботи. Метою роботи є експериментальне визначення момента тертя в підшипниках кочення в залежності від навантаження, частоти обертання, а також у залежності від рівня рідкого мастила в корпусі підшипників.

Теоретичне обґрунтування

Коефіцієнт корисної дії механізмів та машин у цілому залежить від ряду факторів і в тому числі від втрат у підшипниках. Тому визначення втрат на тертя в підшипниках має суттєве значення.

Втрати на тертя в підшипниках кочення складаються з втрат на тертя тіл кочення об кільця, з втрат на тертя тіл кочення об сепаратор, а також втрат на в’язке тертя в мастилі. Сумарний момент тертя в підшипнику виражають через умовний коефіцієнт тертя f_зв, зведений до посадочного діаметра вала d:

T_T = F_rf_звd/2, (10.1)

де F_r - радіальне навантаження на підшипниках.

Оскільки на установці ДМ 28М випробовуються відразу чотири однакових підшипники, то момент тертя, одержуваний на усіх чотирьох підшипниках:

T_T =4 F_rf_звd/2. (10.2)

Зусилля на динамометрі Q створює на кожному з підшипників радіальне навантаження:

F_r = Q/2. (10.3)

У після підстановки значення (3) у формулу (2) одержимо:

T_T = Qdf_зв. (10.4)

Тоді умовний коефіцієнт тертя

f_зв=T_T / Qd. (10.5)

Визначення втрат на тертя в підшипниках кочення на установці дм 28м

Задачі, що розв’язуються при виконанні лабораторної роботи. При виконанні лабораторної роботи на установці ДМ 28М визначається залежність моменту тертя в підшипниках від величини радіального навантаження при різних рівнях заповнення підшипника маслом і трьох заданих частотах обертання, а також визначається умовний коефіцієнт тертя в підшипнику.

Обладнання, прилади та інструмент. Для проведення лабораторної роботи застосовуються: лабораторна установка ДМ 28М з комплектом чотирьох змінних головок з досліджувальними підшипниками, індикатор годинникового типу, термометр, ключ під гвинт навантажувального пристрою.

Технічна характеристика установки дм 28м

Типи досліджуваних підшипників: 1) кульковий радіальний однорядний 208; 2) кульковий радіальний однорядний 308; 3) кульковий радіальний сферичний двохрядний 1208; 4) роликопідшипник конічний однорядний 7208.

Максимальне зусилля навантаження 12000 Н. Частота обертання вала: 970, 1880, 2860 хв^-1.

Метод вимірювання навантаження - за допомогою динамометричної скоби й індикатора годинникового типу.

Метод вимірювання момента тертя - за шкалою з допомогою маятника.

Живлення від мережі трифазного змінного струму напругою 380 В, частотою 50 Гц.

Електродвигун А02-11-4: потужністю 0,6 кВт, частота обертання п = 1350 хв^-1. Габаритні розміри, мм: довжина 700, ширина 400, висота 745. Маса 152 кг.

Конструкцію установки ДМ 28М наведено на рис 10.1. На валу 14 зафіксовано досліджувальну головку, на втулці 3 установлено чотири однакових підшипники. Зовнішні кільця двох середніх підшипників 4 та 6 розташовані в загальній втулці 5, а зовнішні кільця двох крайніх підшипників 2 та 7 - у корпусі 1.

Навантажувальний пристрій складається зі скоби 18 і гвинта 11, установлених на зовнішній поверхні корпусу 1. При обертанні гвинта 11 через динамометр 18 і кульки 12 та 13 середні підшипники 4 і 6 піджимаються до вала, а реактивне зусилля одночасно навантажує крайні підшипники. Деформацію динамометричної пружини при цьому показує індикатор 19.

Виникаючий у чотирьох підшипниках момент тертя передається на корпус 1, кут повороту якого визначається закріпленим внизу маятником (тягарем) 15. У залежності від зміни момента тертя в підшипниках змінюється кут відхилення маятника, положення якого фіксується стрілкою 16 на шкалі 17, проградуйованій у Нм.

Змащувальний пристрій, який складається із циліндра 9 і поршня 8, дозволяє рухом поршня змінювати рівень мастила в підшипниках. Шток поршня оснащений зовнішньою різьбою і вгвинчується в отвір верхньої кришки циліндра. Рух поршня здійснюється обертанням головки штока 10.

Від електродвигуна 20 обертання передається на робочий вал установки через клинопасову передачу 22. Перестановкою паса на ступінчастих шківах 21 і 23 можна одержати на робочому валу частоти обертання 970, 1880, 2860 об/хв.

Дані про досліджувальні головки зведено у табл. 10.1, а результати тарування динамометричної пружини в табл. 10.2.

Вказівки щодо заходів безпеки

1. Перед вмиканням електродвигуна слід переконатися в надійності кріплення кришок, трубки підводу мастила та змащувального пристрою до корпусу.

2

Рис. 10.1. Конструкція установки ДМ28М

.

Під час роботи забороняється торкатися до обертових частин установки.

3. До підготування установки до роботи і виконання роботи вивчити її склад, побудову та принцип дії, її технічні дані та правила безпеки при роботі.

Таблиця 10.1

Характеристика досліджуваних підшипників

Позначення досліджуваної головки	ДМ 28 Мсб 1	ДМ 28 Мсб 2	ДМ 28 Мсб З	ДМ 28 Мсб 4
Умовне позначення підшипника	208	308	1208	7208
Внутрішній діаметр підшипника d, мм	40	40	40	40
Зовнішній діаметр підшипника D, мм	80	90	80	80
Динамічна вантажність С, кН	32,0	41,0	19,0	46,5
Статична вантажність Со, кН	17,8	22,4	8,55	32,5
Гранична частота обертання nmax, хв-1	6300	6300	8000	6300

Таблиця 10.2

Тарувальна характеристика динамометричної пружини

Зусилля Q, Н	2500	5000	7500	10000	12000
Прогин пружини, мм	0,41	0,81	1,2	1,6	1,93

Підготовка до виконання лабораторної роботи. Перед виконанням лабораторної роботи: 1) випишіть з табл. 1 усі необхідні дані; 2) побудуйте за табл. 10.2 тарувальний графік; 3) за рис. 10.1 накресліть для звіту схему установки; 4) підготуйте табл. 10.3 для запису результатів експериментів і наступних розрахунків.