Опоры качения в тяжелых режимах эксплуатации - Комиссар А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
j I С Xm1 Ю6
^a = 01023^4^-р-; -бит-
Значения коэффициентов а4 и тг приведены в табл. 67. Уточненный расчет момента трения в опоре качения.
Снижение потерь на трение — один из основных путей создания быстроходных опор качения. Трение в опоре складывается из трения в подшипнике и трения в уплотнительных устройствах.
Трение в подшипниках зависит от следующих факторов:
трения качения шариков или роликов по дорожкам качения, обусловленного в основном упругим гистерезисом контактирующей поверхности;
трения скольжения отдельных участков поверхностей качения, обусловленного конфигурацией дорожек и тел качения;
Быстроходные опоры качения
247
трения скольжения тел качения о сепаратор и сепаратора по центровочной поверхности;
трения скольжения торцов роликов по направляющим буртам;
гидродинамического сопротивления смазочного материала движению подшипника;
сопротивления, порождаемого силами инерции и гироскопическим эффектом на телах качения.
Влияние перечисленных факторов определяется в первую очередь нагрузкой, кроме того, момент зависит от частоты вращения, смазки и других факторов.
Суммарный момент трения в подшипнике
M = M0 + M1, (36)
где M0 — момент трения, не зависящий от нагрузки (Н.мм); Мх — момент трения, обусловленный нагрузкой на подшипник.
Момент M0 значителен при высоких частотах вращения и небольших нагрузках и зависит от вязкости и количества смазочного материала.
При
vn ^ 2000
M0- 160•10-7Mm. (36а)
При
vn < 2000 M0-IO"7 fo(vnf/3dl
В этих формулах /0 — коэффициент, зависящий от типа подшипника и системы смазки (табл. 68); v — кинематическая вязкость масла (для пластичной мази — вязкость базового масла) при рабочей температуре, мм2/с.
Момент M1 (H-мм) особенно велик у тяжелонагружен-ных подшипников с небольшой частотой вращения; он зависит от деформаций и проскальзывания в зоне контакта поверхностей качения:
M1 = fJlPQdmi (366)
где Z1 — коэффициент, зависящий от типа подшипника и величины нагрузки (см. табл. 68); П — коэффициент направления нагрузки (см. табл. 68); P0 — эквивалентная нагрузка, Н; dm — средний диаметр подшипника, мм.
248
Тяжелонагруженные и быстроходные опоры качения
68. Значения коэффициентов в уточненных формулах (36а, 366) момента трения подшипника
/*1
я л ia, пла-очный яа (вер-вал), іа масла
Тип подшипника Масляный тум; Масляная вані стичный смазі материал Масляная вані тикальный струйная пода* h
Радиальный шариковый однорядный 0,7—1 1,5—2 3—4 0.0009(?)«-» (2-3) Fa~ — O1IFr
Радиальный шариковый двухрядный сферический 0,7—1 1,5—2 3—4 о.оооз )м IAYFa-— 0AFr
Радиально-упорный шариковый однорядный 1 2 4 Fa-0AFr
Радиально-упорный шариковый двухрядный 2 4 8 »¦»»' (kr
Радиальный роликовый с цилиндрическими роликами 1—1,5 2-3 4—6 0,00025— 0,00030 Fr (при Fa=0)
Радиальный роликовый сферический 2—3 4—6 8—12 0,0004—0,0005
Радиально-упорный роликовый конический 1,5—2 3-4 6—8 0,0004—0,0005 2YFa
Быстроходные опоры качения
249
Продолжение табл. 68
to
Тип подшипника Масляный туман Масляная ванна, пластичный смазочный материал Масляная ванна (вертикальный вал), струйная подача масла h
Упорный шариковый 0,7—1 1,5—2 3—4 Fa
Упорный роликовый с цилиндрическими роликами 2 4 0,0018 Fa
Упорно-радиальный роликовый сферический 3-4 6—8 0,0005— 0,0006 Fa (F,.<0,55Fa)
*г Для подшипников с одинаковым отверстием меньшее значение относится к более легкой, а большее значение — к более тяжелой серии.
*2 Если UP0 < Fn то считать ITP0 ~ Fr-
Потери на трение в уплотншпельных устройствах [10]. Потери на трение в бесконтактных уплотнениях заметны лишь для многоступенчатых лабиринтных уплотнений, туго забитых пластичным смазочным материалом в период пуска. В контактных уплотнениях сопротивление трению обычно значительно превышает потери на трение в подшипнике. Поэтому контактные уплотнения в быстроходных опорах применяются сравнительно редко. При этом целесообразно обеспечить устойчивую смазку поверхностей трения. Ниже приведены формулы для расчета моментов трения в контактных уплотнениях различных типов.
250
Тяжелонагруженные и быстроходные опоры качения
Сальниковые уплотнения. Силу затяжки сальника, необходимую для предотвращения утечки рабочей жидкости, при заданном давлении приближенно можно определить исходя из предположения об абсолютной пластичности набивки. В этом случае радиальное давление сальника равно осевому давлению на сальник. Требуемое давление (МПа) со стороны торцовых крышек
Po = Pt h¦,
где р — давление запираемой жидкости, МПа; / — коэффициент трения сальника (для войлочных сальников / = 0,07-f-0,12); /, h — размеры набивки, см.
Требуемая сила затяжки или подпружинивания
F = ±(D*-d*)p0,
где D, d — соответственно наружный и внутренний диаметры набивок, см.
Сила трения (H) сальниковой набивки по валу
FTp = nrhp0e2f h l,
где г — радиус вала, см. Момент трения
Мтр = FTpr. (37)
Манжетные уплотнения. При перепаде давлений между полостью подшипника и окружающей средой, близком к нулю, контактное давление рабочей кромки манжеты на шейку вала определяется упругими свойствами манжеты и силой упругости браслетной пружины
