Лабораторная работа 7 определение момента трения в подшипниках качения

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Получение практических навыков экспериментального определе-

ния момента трения в подшипнике качения от нагрузки и скорости вращения вала.

2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Подшипники качения широко используются в качестве опор валов и вращающихся осей в машинах и приборах бытового назначения, в машинах швейного производства, для изготовления тканей и других.

В подшипниках качения потери на трение очень малы (в сравнении с подшипником скольжения) и почти не зависят от изменения нагрузки, скорости вращения вала, температуры рабочей среды. Подшипниковые заводы выускают радиальные, радиально-упорные и упорные подшипники качения различных типов и размеров. Задача проектировщика состоит в том, чтобы подобрать нужный тип и размер. Поэтому целесообразно при изучении деталей машин экспериментально рассмотреть ряд показателей подшипников качения. На рис. 1 представлены типовые конструкции подшипников.

1 1

3 3

4 4

2 2

а б в

Рис. 1. Типовые конструкции подшипников качения:

а – радиальный однородный шариковый; б – радиально-упорный конический; в – радиальный сферический шариковый двухрядный

Каждый из них состоит из четырех основных деталей: наружного кольца 1, внутреннего кольца 2, тел качения 3 (роликов или шариков) и сепаратора 4, отделяющего тела качения друг от друга.

При качении двух упругих тел друг по другу и силовом воздействии их поверхности деформируются, при этом возникает определенная поверхность контакта, которая имеет области сжатия а и области растяжения b (рис. 2).

Q

Шар

Шар

Кольцо

 r В

r а

b F_T А

Рис. 3. Трение между шариком

Рис. 2. Сопротивление качению и канавкой

С ростом нагрузки N увеличиваются пятно контакта и напряжения в месте контакта. Кроме сопротивления качению из-за деформации поверхностей на величину трения влияют следующие факторы:

1. Скольжение между телами качения и кольцами. Так как контакт осуществляется в точках на различных радиусах вращения (рис. 3, т. А и т. В), то все точки контакта на шарике будут иметь линейные скорости, отличные друг от друга (). Это приводит к скольжению при движении тел качения. Другим фактором, вызывающим скольжение, является неизбежность неточности в геометрии тел качения при изготовлении.

2. Скольжение между телами качения и сепаратором.

3. Потери на трение между деталями подшипника и смазкой, а также между частицами смазки. Отсюда следует, что на величину момента трения в подшипниках качения влияет комплекс взаимосвязанных факторов. Поэтому целесообразно исследовать величину этих потерь экспериментально.